(57)【要約】  車両用前照灯（１）は、入射する光を回折して出射するとともに出射する光の配光パターンを変更可能な位相変調素子（２２）と、互いに波長の異なるレーザ光（ＬＲ，ＬＧ，ＬＢ）を時分割で出射する光源２１と、を備える。光源（２１）から出射するそれぞれの波長のレーザ光（ＬＲ，ＬＧ，ＬＢ）は、位相変調素子（２２）に入射し、位相変調素子（２２）は、それぞれの波長のレーザ光（ＬＲ，ＬＧ，ＬＢ）に対応した位相変調パターンで当該レーザ光（ＬＲ，ＬＧ，ＬＢ）を回折して出射し、それぞれの波長のレーザ光（ＬＲ，ＬＧ，ＬＢ）に対応して位相変調素子（２２）から出射する光（ＤＬＲ，ＤＬＧ，ＤＬＢ）が照射される領域が互いに重なる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
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変更可能な位相変調素子と、
互いに波長の異なる複数のレーザ光を時分割で出射する光源と、
を備え、
前記光源から出射するそれぞれの波長の前記レーザ光は、前記位相変調素子に入射し、
前記位相変調素子は、それぞれの波長の前記レーザ光に対応した位相変調パターンで当該レーザ光を回折して出射し、
それぞれの波長の前記レーザ光に対応して前記位相変調素子から出射する光が照射される領域が互いに重なる
ことを特徴とする車両用灯具。
【請求項２】
それぞれの波長の前記レーザ光に対応して前記位相変調素子から出射する光が照射される領域の外形の少なくとも一部が一致する
ことを特徴とする請求項１に記載の車両用灯具。
【請求項３】
前記位相変調素子は、透過型の位相変調素子である
ことを特徴とする請求項１または２に記載の車両用灯具。
【請求項４】
前記位相変調素子は、反射型の位相変調素子である
ことを特徴とする請求項１または２に記載の車両用灯具。
【請求項５】
前記光源は、互いに波長の異なる少なくとも３つの前記レーザ光を出射する
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】
所定の波長の光を出射する光源と、
所定の時間間隔よりも短い時間間隔で変化する位相変調パターンで前記光源から出射する光を回折して出射する位相変調素子と、
を備え、
互いに異なる前記位相変調パターンの前記位相変調素子から出射する光が照射される領域は、互いに重なる
ことを特徴とする車両用灯具。
【請求項７】
前記位相変調素子から出射する光が照射される領域が前記位相変調パターンの変化に対応して所定の方向へ振動する
ことを特徴とする請求項６に記載の車両用灯具。
【請求項８】
前記位相変調素子から出射する光の配光パターンにおける強度分布が前記位相変調パターンの変化に対応して変化する
ことを特徴とする請求項６または７に記載の車両用灯具。
【請求項９】
前記所定の時間間隔は、１／１５ｓ以下とされる
ことを特徴とする請求項６から８のいずれか１項に記載の車両用灯具。
【請求項１０】
前記位相変調素子は、透過型の位相変調素子である
ことを特徴とする請求項６から９のいずれか１項に記載の車両用灯具。
【請求項１１】
前記位相変調素子は、反射型の位相変調素子である
ことを特徴とする請求項６から９のいずれか１項に記載の車両用灯具。
【請求項１２】
所定波長の光を出射する光源と、
前記光の少なくとも一部の進行方向を変化させることにより、所定の配光パターンを有する光を生成する配光パターン形成素子と、
可動反射面を有し、前記可動反射面を動かして前記光の光路を振動させる可動反射部材と、
を備える
ことを特徴とする車両用灯具。
【請求項１３】
前記可動反射部材の前記可動反射面は、前記光源から出射する前記光を前記配光パターン形成素子に向かって反射する
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】
前記可動反射部材の前記可動反射面は、前記配光パターン形成素子から出射する前記光を反射する
ことを特徴とする請求項１２に記載の車両用灯具。
【請求項１５】
前記可動反射部材はＭＥＭＳミラーとされる
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】
前記可動反射部材により前記光の光路を２つ以上の方向に振動させる
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】
前記可動反射部材は前記光の光路を１５Ｈｚ以上の周波数で振動させる
ことを特徴とする請求項１２から１６のいずれか１項に記載の車両用灯具。
【請求項１８】
前記配光パターン形成素子は、区分けされた複数の領域のそれぞれに形成された回折格子パターンからなる回折格子とされ、
前記可動反射部材は、前記光の光路を、前記配光パターン形成素子の入射面において前記回折格子パターンの少なくとも１つ分以上振動させる
ことを特徴とする請求項１２から１７のいずれか１項に記載の車両用灯具。
【請求項１９】
前記配光パターン形成素子は、ＬＣＯＳ（Liquid Crystal On Silicon）とされる
ことを特徴とする請求項１２から１７のいずれか１項に記載の車両用灯具。
【請求項２０】
前記可動反射部材は、前記可動反射面を少なくとも１つの軸回りに搖動させることにより前記光の光路を振動させる
ことを特徴とする請求項１２から１９のいずれか１項に記載の車両用灯具。
【請求項２１】
前記可動反射部材は、前記可動反射面の曲率を変化させることにより前記光の光路を振動させる
ことを特徴とする請求項１２から１９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】
車両用灯具として、自動車用ヘッドライトに代表される車両用前照灯や、路面等に画像を描画する描画装置等が知られている。ところで、車両用灯具における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おり、例えば、下記特許文献１には、回折格子の一種であるホログラム素子を用いて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】
この車両用前照灯は、ホログラム素子と、このホログラム素子に参照光を照射する光源とを備えている。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ロービームの配光パターンを形成するように計算されている。この車両用前照灯は、この様にホログラム素子によりロービームの配光パターンを形成するため、シェードが不要であり、小型化が可能であるとされる。【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、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変更可能な位相変調素子と、互いに波長の異なる複数のレーザ光を時分割で出射する光源と、を備え、前記光源から出射するそれぞれの波長の前記レーザ光は、前記位相変調素子に入射し、前記位相変調素子は、それぞれの波長の前記レーザ光に対応した位相変調パターンで当該レーザ光を回折して出射し、それぞれの波長の前記レーザ光に対応して前記位相変調素子から出射する光が照射される領域が互いに重なることを特徴とする。
【０００６】
このような車両用灯具では、光源から時分割で出射する互いに波長の異なる複数のレーザ光が位相変調素子によってそれぞれ回折されて当該位相変調素子から出射する。また、それぞれの波長のレーザ光に対応して位相変調素子から出射する光が照射される領域が互いに重なっている。このため、光が照射される領域には、順次異なる波長の光が照射される。ところで、人の視覚の時間分解能よりも短い周期で波長の異なる光つまり色の異なる光が繰り返し照射される場合、人は残像現象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。従って、波長の異なる複数のレーザ光が人の視覚の時間分解能よりも短い周期で繰り返し光源から出射される場合には、車両用灯具は、光源から出射される複数のレーザ光が合成された光を残像現象によって照射し得る。
【０００７】
また、上記車両用灯具では、位相変調素子は、それぞれの波長のレーザ光に対応した位相変調パターンで当該レーザ光を回折して出射するため、それぞれの波長のレーザ光に対応して位相変調素子から出射する光の配光パターンをそれぞれ所望の配光パターンにし得る。従って、上記車両用灯具は、それぞれの波長のレーザ光に対応して位相変調素子から出射する光が照射される領域の外形がずれることを抑制でき、残像現象によって形成される配光パターンの縁近傍で色のにじみが生じることを抑制し得る。
【０００８】
それぞれの波長の前記レーザ光に対応して前記位相変調素子から出射する光が照射される領域の外形の少なくとも一部が一致することが好ましい。
【０００９】
このような構成にすることで、残像現象によって形成される配光パターンの縁近傍で色のにじみが生じることをより抑制することができる。
【００１０】
前記位相変調素子は、透過型の位相変調素子であることとされても良く、前記位相変調素子は、反射型の位相変調素子であることとされても良い。
【００１１】
前記光源は、互いに波長の異なる少なくとも３つの前記レーザ光を出射することが好ましい。
【００１２】
この場合、三原色のレーザ光を用いることができる。従って、光源から出射するそれぞれのレーザ光の強度を調節することにより、所望の色の光を残像現象によって照射することができる。
【００１３】
本発明の第２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、所定の時間間隔よりも短い時間間隔で変化する位相変調パターンで前記光源から出射する光を回折して出射する位相変調素子と、を備え、互いに異なる前記位相変調パターンの前記位相変調素子から出射する光が照射される領域は、互いに重なることを特徴とする。
【００１４】
このような車両用灯具では、上記のように、位相変調素子は、所定の時間間隔よりも短い時間間隔で変化する位相変調パターンで光源から出射する光を回折して出射する。このため、位相変調素子から出射する光の配光パターンと当該光が照射される領域の少なくとも一方は、位相変調パターンの変化に対応して変化し得る。また、上記のように、互いに異なる位相変調パターンの位相変調素子から出射する光が照射される領域は、互いに重なっている。このため、被照射体のうちこれら領域が互いに重なっている部位では、視覚的に連続した光の重ね合わせが生じており、位相変調素子からこの部位に至るまでの光路は、位相変調パターンの変化に対応して変化する。このように光路が変化すると、被照射体の同じ位置であっても、車両用灯具から被照射体に入射する光の入射角や光の位相が変化し得る。従って、入射角や位相の異なる光の視覚的な重ね合わせが連続して生じ、光のちらつきを感じることを抑制し得る。なお、位相変調パターンは、位相変調素子に入射する光の位相を変調するパターンを示すものである。
【００１５】
また、第２の態様の車両用灯具では、前記位相変調素子から出射する光が照射される領域が前記位相変調パターンの変化に対応して所定の方向へ振動することとしても良い。
【００１６】
また、第２の態様の車両用灯具では、前記位相変調素子から出射する光の配光パターンにおける強度分布が前記位相変調パターンの変化に対応して変化することとしても良い。なお、位相変調素子から出射する光の配光パターンにおける強度分布と外形とが位相変調パターンの変化に対応して変化しても良く、強度分布のみが変化しても良い。また、位相変調パターンの変化に対応して、位相変調素子から出射する光が照射される領域が変化せずに、強度分布のみが変化しても良い。
【００１７】
また、第２の態様の車両用灯具では、前記所定の時間間隔は、１／１５ｓ以下とされることが好ましい。
【００１８】
このような構成にすることで、視覚的な光の重ね合わせの時間間隔が１／１５ｓ以下となる。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、視覚的な光の重ね合わせの時間間隔がこの時間の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。
【００１９】
また、第２の態様の車両用灯具では、前記位相変調素子は、透過型の位相変調素子であることとされても良く、前記位相変調素子は、反射型の位相変調素子であることとされても良い。
【００２０】
本発明の第３の態様による車両用灯具は、所定波長の光を出射する光源と、前記光の少なくとも一部の進行方向を変化させることにより、所定の配光パターンを有する光を生成する配光パターン形成素子と、可動反射面を有し、前記可動反射面を動かして前記光の光路を振動させる可動反射部材と、を備えることを特徴とするものである。
【００２１】
第３の態様の車両用灯具は、例えば回折格子から構成される配光パターン形成素子を備えるため、上記特許文献１に記載の車両用前照灯と同様にシェードを用いずとも所定の配光パターンの光を出射することができる。したがって、上記特許文献１の車両用前照灯と同様にシェードを用いる車両用灯具と比べて小型化することができる。
【００２２】
また、第３の態様のこの車両用灯具は、可動反射面を動かして所定配光パターンを有する光の光路を振動させる可動反射部材を備えている。このような構成によれば、光路の振動に伴って被照射体に入射する所定配光パターンを有する光の入射角や位相が経時的に変化し得る。この光の入射角や光の位相の変化が連続して起こることで様々な干渉パターンが生じ、これら干渉パターンのそれぞれの光が重畳される。その結果、スペックルが目立たなくなり、光のちらつきが抑制され得る。
【００２３】
また、第３の態様の車両用灯具では、前記可動反射部材の前記可動反射面は、前記光源から出射する前記光を前記配光パターン形成素子に向かって反射することが好ましい。
【００２４】
この場合、可動反射部材を配光パターン形成素子よりも光源に近づけて配置することができるため、可動反射面を小さくすることができる。
【００２５】
また、第３の態様の車両用灯具では、前記可動反射部材の前記可動反射面は、前記配光パターン形成素子から出射する前記光を反射してもよい。
【００２６】
なお、第３の態様の車両用灯具では、前記反射部材は、例えばＭＥＭＳミラーとされてもよく、あるいは、ポリゴンミラーとされてもよい。
【００２７】
また、第３の態様の車両用灯具では、前記可動反射部材は、前記光の光路を２つ以上の方向に振動させることが好ましい。
【００２８】
この場合、光の光路が一方向にのみ振動する場合と比べて、視覚的に連続した光の重ね合わせが多方向に生じ、光のちらつきがより抑制され得る。
【００２９】
また、第３の態様の車両用灯具では、前記可動反射部材は前記光の光路を１５Ｈｚ以上の周波数で振動させることが好ましい。
【００３０】
人の視覚の時間分解能は概ね３０Ｈｚである。車両用灯具であれば、被照射体に照射される光の光路の振動の周波数が、人の視覚の時間分解能の振動数（約３０Ｈｚ）の半分程度であれば光のちらつきが抑制され得る。なお、上記光の光路の振動の周波数が３０Ｈｚ以上であれば、人の視覚の時間分解能を概ね超える。したがって、光のちらつきがより効果的に抑制され得る。また、この周波数が６０Ｈｚ以上であれば、光のちらつきがさらに効果的に抑制され得る。
【００３１】
また、第３の態様の車両用灯具では、前記配光パターン形成素子は、区分けされた複数の領域のそれぞれに形成された回折格子パターンからなる回折格子とされ、前記可動反射部材は、前記光の光路を、前記配光パターン形成素子の入射面において前記回折格子パターンの少なくとも１つ分以上振動させてもよい。
【００３２】
このような構成によれば、光の光路が回折格子パターンの少なくとも１つ分以上振動するため、被照射面に入射する光の入射角や位相の変化が大きくなる。このため、光のちらつきがより効果的に抑制され得る。
【００３３】
なお、回折格子パターンが複数の回折格子パターンから形成されている場合において、光の光路が回折格子パターンの１つ分未満しか振動しない場合でも、光のちらつきが抑制され得る。また、必ずしも回折格子が複数の回折格子パターンから形成される必要はなく、単一の回折格子パターンから形成されてもよい。
【００３４】
また、第３の態様の車両用灯具では、前記可動反射部材は、前記可動反射面を少なくとも１つの軸回りに搖動させることにより前記光の光路を振動させるものでもよい。あるいは、前記可動反射部材は、前記可動反射面の曲率を変化させることにより前記光の光路を振動させるものでもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【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の一例を示す図である。
【図２】図１に示す位相変調素子の正面図である。
【図３】図１に示す位相変調素子の一部の厚さ方向の断面を概略的に示す図である。
【図４】配光パターンを示す図である。
【図５】本発明の第１の態様としての第２実施形態における車両用灯具を図１と同様に示す図である。
【図６】図５に示す位相変調素子の一部の厚さ方向の断面を概略的に示す図である。
【図７】本発明の第２の態様としての第３実施形態における車両用灯具の一例を示す図である。
【図８】図７に示す光学系ユニットの拡大図である。
【図９】図８に示す位相変調素子の正面図である。
【図１０】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８と同様に示す図である。
【図１１】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図８と同様に示す図である。
【図１２】本発明の第３の態様としての第６実施形態に係る車両用灯具の一例を概略的に示す縦断面図である。
【図１３】図１２に示される光学系ユニットの拡大図である。
【図１４】図１３に示されるＭＥＭＳミラーの一例を概略的に示す図である。
【図１５】図１３に示される回折格子に入射するレーザ光を示す図である。
【図１６】図１３に示されるＭＥＭＳミラーの動作を説明する図である。
【図１７】本発明の第３の態様としての第７実施形態に係る車両用前照灯における光学系ユニットの概略を図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８実施形態に係る車両用前照灯における光学系ユニットの一部を図１６と同様に示す図である。
【図１９】図１８に示す回折格子に入射するレーザ光を図１５と同様に示す図である。
【図２０】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光学系ユニットの一部を図１３と同様に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
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。
【００３７】
（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の一例を示す図であり、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車両用前照灯１とされ、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。
【００３８】
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。
【００３９】
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の一部が収容されている。
【００４０】
本実施形態の灯具ユニット２０は、光源２１と、位相変調素子２２と、制御部７０と、入力部７２とを主な構成として備え、光源２１、位相変調素子２２、及び制御部７０は、灯室Ｒ内に収容され不図示の手段により筐体１０に固定されている。
【００４１】
光源２１は、互いに波長の異なる複数のレーザ光を時分割で出射する。本実施形態の光源２１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不図示の発光素子と、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不図示の発光素子と、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不図示の発光素子とを有している。これらの発光素子には駆動回路を介して電力が供給される。また、本実施形態の光源２１は、これら発光素子にそれぞれ対応する不図示のコリメートレンズを有している。コリメートレンズは、対応する発光素子から出射する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、これら発光素子から出射してそれぞれの発光素子に対応するコリメートレンズを透過したレーザ光が光源２１から出射される。このような光源２１は、それぞれの発光素子に供給される電力を調節することで、赤色のレーザ光ＬＲと緑色のレーザ光ＬＧと青色のレーザ光ＬＢとを時分割で出射でき、これらレーザ光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢは位相変調素子２２の概ね同じ領域に照射される。つまり、本実施形態の光源２１は、赤色のレーザ光ＬＲと緑色のレーザ光ＬＧと青色のレーザ光ＬＢとを切り換え、いずれかの色のレーザ光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢを所望のタイミングで所望の時間出射できるように構成されている。なお、図１では、赤色のレーザ光ＬＲは実線で示され、緑色のレーザ光ＬＧは破線で示され、青色のレーザ光ＬＢは一点鎖線で示され、これらレーザ光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢはずらして示されている。また、光源２１は、それぞれの発光素子に供給される電力を調節することで、出射するそれぞれのレーザ光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢの強度を調節することができる。本実施形態では、初期状態としてこれらレーザ光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢが合成された光の色が白色となるように、それぞれのレーザ光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢの強度が調節されている。光源２１として、例えば発光素子がレーザ光を出射するレーザ素子とされる半導体レーザ等を用いることができる。
【００４２】
位相変調素子２２は、入射する光を回折して出射するとともに出射する光の配光パターンを変更可能とされている。本実施形態の位相変調素子２２は、入射する光を反射しつつ回折して出射する反射型の位相変調素子とされ、例えば、反射型の液晶パネルであるＬＣＯＳ（Liquid Crystal On Silicon）とされる。位相変調素子２２には、光源２１から出射するレーザ光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢが時分割で入射する。
【００４３】
図２は、図１に示す位相変調素子２２の正面図である。なお、図２には光源２１から出射するレーザ光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢが入射する領域２１Ａが破線で示されている。位相変調素子２２は、長方形の外形を有し、当該長方形内にマトリックス状に配置された複数の変調ユニットを有しており、それぞれの変調ユニットは、当該変調ユニットに入射する光を回折して出射する。それぞれの変調ユニットは、マトリックス状に配置された複数のドットを含んでいる。この変調ユニットは、光源２１から出射するレーザ光が入射する領域２１Ａ内に一つ以上位置するように形成される。また、図２に示すように、位相変調素子２２の横側には走査線駆動回路２２Ｈが配置されており、位相変調素子２２の上下方向の一方側にはデータ線駆動回路２２Ｖが配置されている。
【００４４】
図３は、図１に示す位相変調素子２２の一部の厚さ方向の断面を概略的に示す図である。本実施形態の位相変調素子２２は、図３に示すように、シリコン基板２３、駆動回路層２４、複数の電極２５、反射膜２６、液晶層２７、透明電極２８、透光性基板２９を主な構成として備える。
【００４５】
複数の電極２５は、シリコン基板２３の一方の面側に上記の変調ユニットの各ドットに対応してマトリックス状に配置されており、ドットはそれぞれ電極２５を含んでいる。駆動回路層２４は、図２に示す走査線駆動回路２２Ｈ及びデータ線駆動回路２２Ｖに接続される回路が配置される層であり、シリコン基板２３と複数の電極２５との間に配置される。透光性基板２９は、シリコン基板２３の一方の側で当該シリコン基板２３と対向するように配置され、例えばガラス基板とされる。光源２１から出射するレーザ光は、この透光性基板２９におけるシリコン基板２３側と反対側の面から入射する。透明電極２８は、透光性基板２９のシリコン基板２３側の面上に配置される。液晶層２７は、液晶分子２７ａを有し、複数の電極２５と透明電極２８との間に配置される。反射膜２６は、複数の電極２５と液晶層２７との間に配置され、例えば誘電体多層膜とされる。そして、光源２１から出射するレーザ光は、透光性基板２９におけるシリコン基板２３側と反対側の面から入射する。
【００４６】
図３に示すように、透光性基板２９におけるシリコン基板２３側と反対側の面から入射する光ＬＲは、透明電極２８及び液晶層２７を透過し、反射膜２６で反射され、液晶層２７及び透明電極２８を透過して透光性基板２９から出射される。ここで、特定の電極２５と透明電極２８との間に電圧が印加されると、当該電極２５と透明電極２８との間に位置する液晶層２７の液晶分子２７ａの配向が変化し、当該電極２５と透明電極２８との間に位置する液晶層２７の屈折率が変化する。液晶分子２７ａの配向は、印加される電圧に応じて変化するため、この電圧に応じて屈折率も変化する。液晶層２７の屈折率が変化されることで上記のように当該液晶層２７を透過する光ＬＲの光路長が変化するため、当該液晶層２７を透過して位相変調素子２２から出射する光の位相を変化させることができる。上記のように、複数の電極２５は、変調ユニットの各ドットに対応して配置されているため、各ドットに対応する電極２５と透明電極２８との間に印加される電圧が制御されることで、各ドットから出射する光の位相の変化量がそれぞれ調整される。位相変調素子２２は、このように各ドットにおける液晶層２７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２２は、各ドットにおける液晶層２７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ることができる。
【００４７】
本実施形態では、それぞれの変調ユニットに同じ位相変調パターンを形成する。なお、本明細書では、位相変調パターンは、入射する光の位相を変調するパターンを示すものとされる。本実施形態では、位相変調パターンは、各ドットにおける液晶層２７の屈折率のパターンであり、各ドットに対応する電極２５と透明電極２８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。本実施形態の位相変調素子２２は、変調パターンを赤色のレーザ光ＬＲに対応した位相変調パターン、緑色のレーザ光ＬＧに対応した位相変調パターン、及び青色のレーザ光ＬＢに対応した位相変調パターンに変更可能とされている。そして、位相変調素子２２は、それぞれのレーザ光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢに対応した位相変調パターンでそれぞれのレーザ光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢを回折して出射する。本実施形態では、それぞれのレーザ光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢに対応した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。
【００４８】
赤色のレーザ光ＬＲが位相変調素子２２によって回折されて当該位相変調素子２２から出射する光ＤＬＲは赤色であり、緑色のレーザ光ＬＧが位相変調素子２２によって回折されて位相変調素子２２から出射する光ＤＬＧは緑色であり、青色のレーザ光ＬＢが位相変調素子２２によって回折されて当該位相変調素子２２から出射する光ＤＬＢは青色である。なお、図１では、赤色の光ＤＬＲは実線で示され、緑色の光ＤＬＧは破線で示され、青色の光ＤＬＧ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。それぞれのレーザ光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢに対応した位相変調パターンは、車両から所定の距離離れた焦点位置において、光ＤＬＲ，ＤＬＧ，ＤＬＢが照射される領域が互いに重なるようにそれぞれのレーザ光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢを回折させる位相変調パターンとされる。この焦点位置は、例えば車両から２５ｍ離れた位置とされる。言い換えると、位相変調素子２２は、出射する光ＤＬＲの配光パターンと、出射する光ＤＬＧの配光パターンと、出射する光ＤＬＢの配光パターンとが、車両から所定の距離離れた焦点位置において互いに重なるように、光ＤＬＲ，ＤＬＧ，ＤＬＢをそれぞれ出射する。なお、上述したように位相変調素子２２は、同じ位相変調パターンを形成する複数の変調ユニットを有しており、それぞれの変調ユニットがこのような配光パターンとなるように入射するレーザ光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢをそれぞれ回折する。
【００４９】
具体的には、位相変調素子２２は、当該位相変調素子２２から出射するそれぞれの光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、光源２１から出射する赤色のレーザ光ＬＲと緑色のレーザ光ＬＧと青色のレーザ光ＬＢとをそれぞれ回折する。このそれぞれの配光パターンには強度分布も含まれる。このため、本実施形態の位相変調素子２２は、当該位相変調素子２２から出射する光ＤＬＲ，ＤＬＧ，ＤＬＢがそれぞれ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強度分布に基づいた強度分布となるように、光源２１から出射して位相変調素子２２に入射する赤色のレーザ光ＬＲと緑色のレーザ光ＬＧと青色のレーザ光ＬＢをそれぞれ回折する。こうして、位相変調素子２２は、ロービームの配光パターンの赤色成分の光ＤＬＲと、ロービームの配光パターンの緑色成分の光ＤＬＧと、ロービームの配光パターンの青色成分の光ＤＬＢとを出射する。
【００５０】
なお、上記のロービームの配光パターンの強度分布に基づいた強度分布とは、ロービームの配光パターンにおける強度が高い部位では、位相変調素子２２から出射する光ＤＬＲ，ＤＬＧ，ＤＬＢの強度もそれぞれ高いという意味である。
【００５１】
図１に示される入力部７２は、ユーザの操作に応じて入力される命令や設定値等の情報を電気信号によって出力する。本実施形態では、入力部７２に入力される情報は、光源２１から出射するレーザ光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢのそれぞれの強度と、当該レーザ光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢのそれぞれの出射時間の長さとされる。入力部７２として、例えば、複数のロータリスイッチが回路基板に実装されたスイッチ群が挙げられる。
【００５２】
制御部７０は、図２に示すように、位相変調素子２２の走査線駆動回路２２Ｈ及びデータ線駆動回路２２Ｖに電気的に接続されており、各ドットにおける液晶層２７の屈折率を制御する。また、制御部７０は、光源２１に電気的に接続されており、光源２１のレーザ光の出射の状態を制御する。制御部７０は、これらの制御を外部から制御部７０に入力する信号等に基づいて行う。本実施形態では、制御部７０は、車両のＥＣＵ（電子制御装置）等の制御装置７１、入力部７２等に電気的に接続される。
【００５３】
次に車両用前照灯１による光の出射について説明する。
【００５４】
前述の制御部７０は、例えば車両の制御装置７１からのロービームの照射を示す信号を検知してこの信号が制御部７０に入力している入力状態の場合、光源２１のレーザ光の出射の状態と位相変調素子２２の各ドットにおける液晶層２７の屈折率とを制御して、車両用前照灯１から光を出射する。制御部７０は、光源２１の駆動回路を駆動することで光源２１のレーザ光の出射の状態を制御する。また、制御部７０は、各ドットに対応する電極２５と透明電極２８との間に印加される電圧を調節することで、位相変調素子２２の各ドットにおける液晶層２７の屈折率とを制御する。
【００５５】
具体的には、本実施形態の制御部７０は、光源２１から出射する赤色のレーザ光ＬＲが、変調ユニットにおける位相変調パターンが赤色のレーザ光ＬＲに対応した位相変調パターンとされている位相変調素子２２に入射するように、光源２１と位相変調素子２２とを制御する。つまり、制御部７０は、位相変調素子２２の変調ユニットにおける位相変調パターンを赤色のレーザ光ＬＲに対応した位相変調パターンとしつつ、光源２１から赤色のレーザ光ＬＲを所定の時間出射させる。なお、制御部７０は、位相変調素子２２の位相変調パターンの変更と光源２１から赤色のレーザ光ＬＲの出射を同じタイミングで行っても良く、これらを異なるタイミングで行っても良く、これらの順序は特に限定されるものではない。このようにして光源２１から出射した赤色のレーザ光ＬＲは、この状態の位相変調素子２２によって上記のように回折され、位相変調素子２２からロービームの配光パターンの赤色成分の光ＤＬＲが所定の時間出射する。このロービームの配光パターンの赤色成分の光ＤＬＲは、フロントカバー１２を介して車両用前照灯１から所定の時間出射する。
【００５６】
次に、制御部７０は、光源２１から出射する緑色のレーザ光ＬＧが、変調ユニットにおける位相変調パターンが緑色のレーザ光ＬＧに対応した位相変調パターンとされている位相変調素子２２に入射するように、光源２１と位相変調素子２２とを制御する。つまり、制御部７０は、位相変調素子２２の変調ユニットにおける位相変調パターンを緑色のレーザ光ＬＧに対応した位相変調パターンとしつつ、光源２１から緑色のレーザ光ＬＧを所定の時間出射させる。位相変調素子２２からロービームの配光パターンの赤色成分の光ＤＬＲを出射する場合と同様に、制御部７０は、位相変調素子２２の位相変調パターンの変更と光源２１から緑色のレーザ光ＬＧの出射を同じタイミングで行っても良く、これらを異なるタイミングで行っても良い。このようにして光源２１から出射した緑色のレーザ光ＬＧは、この状態の位相変調素子２２によって上記のように回折され、位相変調素子２２からロービームの配光パターンの緑色成分の光ＤＬＧが所定の時間出射する。このロービームの配光パターンの緑色成分の光ＤＬＧは、フロントカバー１２を介して車両用前照灯１から所定の時間出射する。
【００５７】
次に、制御部７０は、光源２１から出射する青色のレーザ光ＬＢが、変調ユニットにおける位相変調パターンが青色のレーザ光ＬＢに対応した位相変調パターンとされている位相変調素子２２に入射するように、光源２１と位相変調素子２２とを制御する。つまり、制御部７０は、位相変調素子２２の変調ユニットにおける位相変調パターンを青色のレーザ光ＬＢに対応した位相変調パターンとしつつ、光源２１から青色のレーザ光ＬＢを所定の時間出射させる。位相変調素子２２からロービームの配光パターンの赤色成分の光ＤＬＲを出射する場合と同様に、制御部７０は、位相変調素子２２の位相変調パターンの変更と光源２１から青色のレーザ光ＬＢの出射を同じタイミングで行っても良く、これらを異なるタイミングで行っても良い。このようにして光源２１から出射した青色のレーザ光ＬＢは、この状態の位相変調素子２２によって上記のように回折され、位相変調素子２２からロービームの配光パターンの青色成分の光ＤＬＢが所定の時間出射する。このロービームの配光パターンの青色成分の光ＤＬＢは、フロントカバー１２を介して車両用前照灯１から所定の時間出射する。
【００５８】
制御部７０は、上記の位相変調素子２２の位相変調パターンの変更及び光源２１からの赤色のレーザ光ＬＲの出射、位相変調素子２２の位相変調パターンの変更及び光源２１からの緑色のレーザ光ＬＧの出射、位相変調素子２２の位相変調パターンの変更及び光源２１からの青色のレーザ光ＬＢの出射が順次繰り返されるように、位相変調素子２２の各ドットにおける液晶層２７の屈折率と光源２１のレーザ光の出射の状態とを制御する。つまり、光源２１の時分割での赤色のレーザ光ＬＲと緑色のレーザ光ＬＧと青色のレーザ光ＬＢの出射と位相変調素子２２の位相変調パターンの変更とが同期されている。そして、車両用前照灯１からは、ロービームの配光パターンの赤色成分の光ＤＬＲとロービームの配光パターンの緑色成分の光ＤＬＧとロービームの配光パターンの青色成分の光ＤＬＢとが順次繰り返して出射される。本実施形態では、レーザ光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢ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。
【００５９】
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、人は残像現象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、所定の色のレーザ光を出射してから当該所定の色のレーザ光を再度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２２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とが残像現象によって合成される。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る。また、上記のように初期状態としてそれぞれのレーザ光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢの強度は、これらレーザ光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢが合成された光の色が白色となるように調節されている。このため、残像現象によって合成される光の色は白色となる。光ＤＬＲ，ＤＬＧ，ＤＬＢのそれぞれは、上述のように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強度分布に基づいた強度分布となるようにされている。このため、光ＤＬＲ，ＤＬＧ，ＤＬＢが残像現象によって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となる。なお、上記のレーザ光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢを繰り返し出射する周期は、残像現象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。
【００６０】
こうして、車両用前照灯１はロービームの配光パターンを有する光を残像現象によって照射し得る。
【００６１】
図４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４（Ａ）はロービームの配光パターンを示す図であり、図４（Ｂ）はハイビームの配光パターンを示す図である。図４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４（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ＰＴＮＬのうち、領域ＬＡ１は最も強度が高い領域であり、領域ＬＡ２、領域ＬＡ３の順に強度が低くなる。つまり、位相変調素子２２は、残像現象によって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４において破線で示すように、ロービームが残像現象によって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２２から出射される光ＤＬＲ，ＤＬＧ，ＤＬＢの配光パターンには、当該標識視認用の光ＯＨＳが照射される領域と重なり標識視認用の光ＯＨＳの強度分布を含む配光パターンが含まれていることが好ましい。また、光ＤＬＲ，ＤＬＧ，ＤＬＢの配光パターンには、外形が標識視認用の光ＯＨＳが照射される領域の外形の少なくとも一部と一致して標識視認用の光ＯＨＳの強度分布を含む配光パターンが含まれていることがより好ましい。更に、この外形が標識視認用の光ＯＨＳが照射される領域の外形の全体と一致していることがより好ましい。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。
【００６２】
次に車両用前照灯１における光の色バランスの調整について説明する。
【００６３】
上述したように制御部７０には、入力部７２が電気的に接続されており、制御部７０には、光源２１から出射するレーザ光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢのそれぞれの強度と、当該レーザ光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢのそれぞれの出射時間の長さとが電気信号によって入力部７２から入力される。
【００６４】
ところで、上記のように残像現象によって合成された光は、合成される光の強度や合成される光の出射時間の長さが変わることで、その光の色バランスが変更される。本実施形態では、入力部７２によって、光源２１から出射するレーザ光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢのそれぞれの強度と、当該レーザ光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢのそれぞれの出射時間の長さとを調節することができる。このため、光源２１を交換する等の対応をしなくても、照射する光の色バランスを調節できる。
【００６５】
具体的には、本実施形態において、例えば、赤色のレーザ光ＬＲの強度を、車両用前照灯１からロービームの配光パターンＰＴＮＬを有する光が残像現象によって照射される状態における強度よりも高くした場合には、車両用前照灯１から照射されるロービームの配光パターンＰＴＮＬを有する白色の光の色は、赤色が強められた色に変更される。同様にして、緑色のレーザ光ＬＧの強度を高くした場合には、白色の光の色は緑色が強められた色に変更され、青色のレーザ光ＬＢの強度を高くした場合には、白色の光の色は青色が強められた色に変更される。一方、赤色のレーザ光ＬＲの強度を低くした場合には、白色の光の色は青緑色が強められた色に変更され、緑色のレーザ光ＬＧの強度を低くした場合には、白色の光の色は赤紫色が強められた色に変更され、青色のレーザ光ＬＢの強度を低くした場合には、白色の光の色は黄色が強められた色に変更される。
【００６６】
また、本実施形態において、赤色のレーザ光ＬＲの出射時間の長さを、車両用前照灯１からロービームの配光パターンＰＴＮＬを有する光が残像現象によって照射される状態における出射時間の長さよりも長くした場合には、車両用前照灯１から照射されるロービームの配光パターンＰＴＮＬを有する白色の光の色は、赤色が強められた色に変更される。同様にして、緑色のレーザ光ＬＧの出射時間を長くした場合には、白色の光の色は緑色が強められた色に変更され、青色のレーザ光ＬＢの出射時間を長くした場合には、白色の光の色は青色が強められた色に変更される。一方、赤色のレーザ光ＬＲの出射時間を短くした場合には、白色の光の色は青緑色が強められた色に変更され、緑色のレーザ光ＬＧの出射時間を短くした場合には、白色の光の色は赤紫色が強められた色に変更され、青色のレーザ光ＬＢの出射時間を短くした場合には、白色の光の色は黄色が強められた色に変更される。
【００６７】
ところで、上記特許文献１の車両用灯具のホログラム素子には、光源から白色の参照光が入射して、その回折光によりロービームやハイビーム等の所定の配光パターンが形成される。しかし、白色の光は複数の波長の光が合成されて成る光である。ところで、回折格子の一種であるホログラム素子は波長依存性を有している。従って、白色に含まれる互いに異なる波長の光は、ホログラム素子により互いに異なる配光パターンとなる傾向にある。このため、上記特許文献１に記載の車両用灯具では、形成される配光パターンの縁近傍において、異なる色の光が浮き出る光のにじみが生じる。
【００６８】
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、光源２１と位相変調素子２２とを備える。位相変調素子２２は、入射する光を回折して出射するとともに出射する光の配光パターンを変更可能とされる。光源２１は、赤色のレーザ光ＬＲと緑色のレーザ光ＬＧと青色のレーザ光ＬＢを時分割で出射する。光源２１から出射するレーザ光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢは、位相変調素子２２に入射し、位相変調素子２２は、それぞれのレーザ光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢに対応した位相変調パターンでそれぞれのレーザ光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢを回折して出射する。それぞれのレーザ光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢに対応して位相変調素子２２から出射する光ＤＬＲ，ＤＬＧ，ＤＬＢが照射される領域は互いに重なる。
【００６９】
上述したように、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、人は残像現象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。従って、人の視覚の時間分解能よりも短い周期で赤色のレーザ光ＬＲと緑色のレーザ光ＬＧと青色のレーザ光ＬＢが繰り返し光源２１から出射される場合には、車両用前照灯１は、光源２１から出射される赤色のレーザ光ＬＲと緑色のレーザ光ＬＧと青色のレーザ光ＬＢとが合成された白色の光を残像現象によって照射し得る。
【００７０】
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、上記のように、位相変調素子２２は、それぞれの波長のレーザ光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢに対応した位相変調パターンで当該レーザ光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢを回折して出射する。このため、それぞれの波長のレーザ光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢに対応して位相変調素子２２から出射する光ＤＬＲ，ＤＬＧ，ＤＬＢの配光パターンをそれぞれ所望の配光パターンにし得る。従って、第１の態様としての本実施形態の車両用前照灯１は、それぞれの波長のレーザ光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢに対応して位相変調素子２２から出射する光ＤＬＲ，ＤＬＧ，ＤＬＢが照射される領域の外形がずれることを抑制でき、残像現象によって形成されるロービームの配光パターンＰＴＮＬの縁近傍で色のにじみが生じることを抑制し得る。
【００７１】
なお、ロービームの配光パターンＰＴＮＬの縁近傍で色のにじみが生じることを抑制する観点では、位相変調素子２２は、車両から所定の距離離れた焦点位置において、光ＤＬＲ，ＤＬＧ，ＤＬＢが照射される領域の外形の少なくとも一部が互いに一致するように、レーザ光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢをそれぞれ回折して光ＤＬＲ，ＤＬＧ，ＤＬＢを出射することが好ましい。つまり、位相変調素子２２は、車両から所定の距離離れた焦点位置において、光ＤＬＲ，ＤＬＧ，ＤＬＢの配光パターンの外形の少なくとも一部が互いに一致するように、レーザ光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢをそれぞれ回折して光ＤＬＲ，ＤＬＧ，ＤＬＢを出射することが好ましい。言い換えると、それぞれのレーザ光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢに対応した位相変調パターンは、車両から所定の距離離れた焦点位置において、光ＤＬＲ，ＤＬＧ，ＤＬＢが照射される領域の外形の少なくとも一部が互いに一致するようにそれぞれのレーザ光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢを回折させる位相変調パターンとされることが好ましい。このような構成にすることで、上記のように残像現象によって形成されるロービームの配光パターンＰＴＮＬの縁近傍で色のにじみが生じることを抑制することができる。また、ロービームの配光パターンＰＴＮＬの縁近傍で色のにじみが生じることをより抑制する観点では、これら外形の全体が互いに一致するようにすることがより好ましい。
【００７２】
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、上記のように、光源２１から出射される赤色のレーザ光ＬＲと緑色のレーザ光ＬＧと青色のレーザ光ＬＢとが合成された白色の光を残像現象によって照射し得る。このようにして残像現象によって合成される光の色バランスは、光源２１から出射するそれぞれのレーザ光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢの強度やそれぞれのレーザ光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢの出射時間の長さを調節することによって調節し得る。従って、第１の態様としての本実施形態の車両用前照灯１は、光源２１の交換等の対応をしなくても、色バランスを調節し得る。
【００７３】
（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５、図６を参照して詳細に説明する。図５は、本発明の第１の態様としての第２実施形態における車両用灯具を図１と同様に示す図であり、図６は、図５に示す位相変調素子の一部の厚さ方向の断面を概略的に示す図である。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。
【００７４】
図５、図６に示すように、本実施形態では、上記第１実施形態と同様に、車両用灯具は車両用前照灯１とされる。また、本実施形態の車両用前照灯１は、主に位相変調素子２２が入射する光を透過しつつ回折して出射する透過型の位相変調素子とされる点で第１実施形態の車両用前照灯１と異なる。
【００７５】
本実施形態では、位相変調素子２２は、例えば、透過型の液晶パネルであるＬＣＤ（Liquid Crystal display）とされ、当該位相変調素子２２には、光源２１から出射するレーザ光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢが時分割で入射する。本実施形態の位相変調素子２２は、上記第１実施形態の位相変調素子２２と同様に、長方形の外形を有し、当該長方形内にマトリックス状に配置された複数の変調ユニットを有している。それぞれの変調ユニットは、マトリックス状に配置された複数のドットを含んでいる。この変調ユニットは、光源２１から出射するレーザ光が入射する領域２１Ａ内に一つ以上位置するように形成される。
【００７６】
本実施形態の位相変調素子２２は、図６に示すように、主にシリコン基板２３に替わって透光性基板２３ａを備える点、複数の電極２５に替わって複数の透明電極２５ａを備える点、反射膜２６を備えない点において、第１実施形態の位相変調素子２２と異なる。そして、本実施形態の位相変調素子２２は、一対の透光性基板２３ａ，２９、駆動回路層２４、複数の透明電極２５ａ、液晶層２７、透明電極２８を主な構成として備える。
【００７７】
複数の透明電極２５ａは、一方の透光性基板２３ａの一方の面側において、上記の変調ユニットの各ドットに対応してマトリックス状に配置されており、ドットはそれぞれ透明電極２５ａを含んでいる。駆動回路層２４は、透光性基板２３ａと複数の透明電極２５ａとの間に配置される。他方の透光性基板２９は、一方の透光性基板２３ａの一方の面側で当該一方の透光性基板２３ａと対向するように配置される。光源２１から出射するレーザ光は、この他方の透光性基板２９における一方の透光性基板２３ａ側と反対側の面から入射する。透明電極２８は、他方の透光性基板２９の一方の透光性基板２３ａ側の面上に配置される。液晶層２７は、液晶分子２７ａを有し、複数の透明電極２５ａと透明電極２８との間に配置される。そして、本実施形態では、光源２１から出射するレーザ光は、他方の透光性基板２９における一方の透光性基板２３ａ側と反対側の面から入射する。
【００７８】
図６に示すように、他方の透光性基板２９における一方の透光性基板２３ａ側と反対側の面から入射する光ＬＲは、透明電極２８、液晶層２７、透明電極２５ａ、及び一方の透光性基板２３ａを透過し、一方の透光性基板２３ａにおける他方の透光性基板２９側と反対側の面から出射される。特定の透明電極２５ａと透明電極２８との間に電圧が印加されると、当該透明電極２５ａと透明電極２８との間に位置する液晶層２７の液晶分子２７ａの配向が変化し、当該透明電極２５ａと透明電極２８との間に位置する液晶層２７の屈折率が変化する。液晶分子２７ａの配向は、印加される電圧に応じて変化するため、この電圧に応じて屈折率も変化する。液晶層２７の屈折率が変化されることで上記のように当該液晶層２７を透過する光ＬＲの光路長が変化するため、当該液晶層２７を透過して位相変調素子２２から出射する光の位相を変化させることができる。複数の透明電極２５ａは、変調ユニットの各ドットに対応して配置されているため、各ドットに対応する透明電極２５ａと透明電極２８との間に印加される電圧が制御されることで、各ドットから出射する光の位相の変化量がそれぞれ調整される。本実施形態の位相変調素子２２は、第１実施形態の位相変調素子２２と同様に、各ドットにおける液晶層２７の屈折率を調整することで、入射する光を回折して出射するとともに出射する光の配光パターンを所望の配光パターンにし得る。また、本実施形態の位相変調素子２２は、各ドットにおける液晶層２７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ることができる。なお、位相変調素子２２は、一方の透光性基板２３ａ側から光が入射する場合、他方の透光性基板２９から光を出射する。この場合であっても、位相変調素子２２は、各ドットにおける液晶層２７の屈折率を調整することで、出射する光の配光パターンを所望の配光パターンにし得る。
【００７９】
本実施形態の位相変調素子２２では、第１実施形態の位相変調素子２２と同様に、それぞれの変調ユニットに同じ位相変調パターンを形成する。また、位相変調素子２２は、変調パターンを赤色のレーザ光ＬＲに対応した位相変調パターン、緑色のレーザ光ＬＧに対応した位相変調パターン、及び青色のレーザ光ＬＢに対応した位相変調パターンに変更可能とされている。本実施形態では、それぞれのレーザ光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢに対応した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。
【００８０】
制御部７０は、光源２１の時分割での赤色のレーザ光ＬＲと緑色のレーザ光ＬＧと青色のレーザ光ＬＢの出射と位相変調素子２２の位相変調パターンの変更とが同期するように、光源２１及び位相変調素子２２を制御する。このため、上記第１実施形態での説明と同様に、位相変調素子２２は、入射するそれぞれのレーザ光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢに対応した位相変調パターンでそれぞれのレーザ光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢを回折して光ＤＬＲ，ＤＬＧ，ＤＬＢを出射する。こうして、車両用前照灯１からは、ロービームの配光パターンＰＴＮＬの赤色成分の光ＤＬＲとロービームの配光パターンＰＴＮＬの緑色成分の光ＤＬＧとロービームの配光パターンＰＴＮＬの青色成分の光ＤＬＢとが順次繰り返して出射される。このような構成であっても、人の視覚の時間分解能よりも短い周期で赤色のレーザ光ＬＲと緑色のレーザ光ＬＧと青色のレーザ光ＬＢが繰り返し出射される場合には、車両用前照灯１はロービームの配光パターンＰＴＮＬを有する光を残像現象によって照射し得る。また、位相変調素子２２は、それぞれの波長のレーザ光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢに対応した位相変調パターンで当該レーザ光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢを回折して出射する。このため、本実施形態の車両用前照灯１は、それぞれの波長のレーザ光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢに対応して位相変調素子２２から出射する光ＤＬＲ，ＤＬＧ，ＤＬＢが照射される領域の外形がずれることを抑制でき、残像現象によって形成されるロービームの配光パターンＰＴＮＬの縁近傍で色のにじみが生じることを抑制し得る。また、残像現象によって照射される光の色バランスは、光源２１から出射するそれぞれのレーザ光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢの強度やそれぞれのレーザ光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢの出射時間の長さを調節することにより調節し得る。従って、本実施形態の車両用前照灯１は、光源２１を交換する等の対応をしなくても、色バランスを調節し得る。
【００８１】
なお、本実施形態においても、図４において破線で示すように、標識視認用の光ＯＨＳが出射されても良い。この場合、位相変調素子２２から出射される光ＤＬＲ，ＤＬＧ，ＤＬＢの配光パターンには、当該標識視認用の光ＯＨＳが照射される領域と重なり標識視認用の光ＯＨＳの強度分布を含む配光パターンが含まれていることが好ましい。また、光ＤＬＲ，ＤＬＧ，ＤＬＢの配光パターンには、外形が標識視認用の光ＯＨＳが照射される領域の外形の少なくとも一部と一致して標識視認用の光ＯＨＳの強度分布を含む配光パターンが含まれていることがより好ましい。更に、この外形が標識視認用の光ＯＨＳが照射される領域の外形の全体と一致していることがより好ましい。
【００８２】
なお、第１の態様としての第１、第２実施形態では、車両用灯具としての車両用前照灯１は残像現象によってロービームを照射するものとされたが、本発明の第１の態様としての車両用灯具は特に限定されない。例えば、第１の態様としての車両用灯具は、残像現象によって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残像現象によって照射するものとされても良い。車両用灯具が残像現象によってハイビームを照射するものとされる場合、図４（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ＰＴＮＨの光が残像現象によって照射される。なお、図４（Ｂ）のハイビームの配光パターンＰＴＮＨのうち、領域ＨＡ１は最も強度が高い領域であり、領域ＨＡ２は領域ＨＡ１よりも強度が低い領域である。つまり、位相変調素子２２は、残像現象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。また、車両用灯具が画像を構成する光を残像現象によって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。
【００８３】
また、第１の態様としての第１、第２実施形態では、赤色のレーザ光ＬＲと緑色のレーザ光ＬＧと青色のレーザ光ＬＢとを時分割で出射する光源２１を例に説明した。しかし、光源は互いに波長の異なる複数のレーザ光を時分割で出射できれば良く、例えば、光源は互いに波長の異なる二つのレーザ光を時分割で出射するものであっても良く、互いに波長の異なる三つ以上のレーザ光を時分割で出射するものであっても良い。
【００８４】
また、第１の態様としての第１、第２実施形態では、入力部７２を備える車両用灯具としての車両用前照灯１を例に説明した。しかし、車両用灯具は入力部７２を備えなくても良い。このような場合には、例えば、制御部は、光源から出射するレーザ光の強度やレーザ光の出射時間の長さ等に関する予め定められた設定値等に基づいて、光源のレーザ光の出射の状態を制御する。車両用灯具の製造の際等にこの予め定められた設定値を調節することによって、光源から出射するレーザ光の強度やレーザ光の出射時間の長さを調節することができ、残像現象によって照射される光の色バランスを調節し得る。従って、このような構成の車両用灯具は、光源を交換する等の対応をしなくても、色バランスを調節し得る。
【００８５】
また、第１の態様としての第１、第２実施形態では、複数の変調ユニットを有する位相変調素子２２を例に説明した。しかし、変調ユニットの数、大きさ、外形等は特に限定されるものではない。例えば、位相変調素子２２は１つの変調ユニットを有し、この１つの変調ユニットによって入射する光を回折させても良い。
【００８６】
また、第１の態様としての第１、第２実施形態では、それぞれのレーザ光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢに対応した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た。しかし、それぞれの波長のレーザ光に対応した位相変調パターンは、それぞれの波長のレーザ光に対応して位相変調素子から出射する光が照射される領域が互いに重なるように、それぞれのレーザ光を回折させる位相変調パターンとされていれば良い。例えば、それぞれの波長のレーザ光に対応した位相変調パターンをこのような位相変調パターンとした結果、これら位相変調パターンのうち一部の位相変調パターンが同じとなっても良い。
【００８７】
また、第１の態様としての第１実施形態では、反射型の位相変調素子２２を例に説明し、上記第２実施形態では、透過型の位相変調素子２２を例に説明した。しかし、位相変調素子は、入射する光を回折して出射するとともに出射する光の配光パターンを変更可能であれば良い。例えば、位相変調素子は、シリコン基板上に複数の反射体が形成されたＧＬＶ（Grating Light Valve）とされても良い。ＧＬＶは、反射型の位相変調素子であり、反射体のたわみを電気的に制御することによって、入射する光を回折して出射するとともに出射する光の配光パターンを変更可能とされている。
【００８８】
（第３実施形態）
次に、本発明の第２の態様としての第３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。図７は、第２の態様としての本実施形態における車両用灯具の一例を示す図であり、車両用灯具の鉛直方向の断面を概略的に示す図である。第１実施形態と同様に、本実施形態の車両用灯具は車両用前照灯１とされ、図７に示すように、本実施形態の車両用前照灯１は、灯具ユニット２０の構成が異なる点において、第１実施形態の車両用前照灯１と主に異なる。
【００８９】
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、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。
【００９０】
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。
【００９１】
ヒートシンク３０におけるベース板３１の上面には光学系ユニット５０が配置されている。光学系ユニット５０は、第１発光光学系５１Ｒと、第２発光光学系５１Ｇと、第３発光光学系５１Ｂと、合成光学系５５と、カバー５９とを備える。
【００９２】
図８は、図７に示す光学系ユニットの拡大図である。図８に示すように、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、位相変調素子５４Ｒとを備える。第１光源５２Ｒは、所定の波長のレーザ光を出射するレーザ素子とされ、本実施形態では、パワーのピーク波長が例えば６３８ｎｍの赤色のレーザ光を出射する。また、光学系ユニット５０は、不図示の回路基板を有しており、第１光源５２Ｒは当該回路基板に実装されており、回路基板を介して電力が供給される。
【００９３】
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。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。
【００９４】
位相変調素子５４Ｒは、入射する光を回折して出射するとともに出射する光の配光パターンや出射する光が照射される領域を変化できるようにされている。本実施形態の位相変調素子５４Ｒは、入射する光を反射しつつ回折して出射する反射型の位相変調素子とされ、例えば、上記第１実施形態の位相変調素子２２と同様に、ＬＣＯＳとされる。位相変調素子５４Ｒには、第１コリメートレンズ５３Ｒから出射する赤色のレーザ光が入射し、この位相変調素子５４Ｒは、この赤色のレーザ光を回折して出射する。こうして、位相変調素子５４Ｒから赤色である第１の光ＤＬＲが出射し、この光ＤＬＲが第１発光光学系５１Ｒから出射する。
【００９５】
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、位相変調素子５４Ｇ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、位相変調素子５４Ｂとを備える。光源５２Ｇ，５２Ｂは、それぞれ所定の波長のレーザ光を出射するレーザ素子とされる。本実施形態では、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し、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。また、光源５２Ｇ，５２Ｂはそれぞれ上記回路基板に実装されており、当該回路基板を介して電力が供給される。
【００９６】
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。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。
【００９７】
位相変調素子５４Ｇ及び位相変調素子５４Ｂは、位相変調素子５４Ｒと同様に、入射する光を回折して出射するとともに出射する光の配光パターンや出射する光が照射される領域を変化できるようにされている。これら位相変調素子５４Ｇ，５４Ｂは、例えば、反射型の液晶パネルであるＬＣＯＳとされる。位相変調素子５４Ｇには、第２コリメートレンズ５３Ｇから出射する緑色のレーザ光が入射し、位相変調素子５４Ｇは、この緑色のレーザ光を回折して出射する。位相変調素子５４Ｂには、第３コリメートレンズ５３Ｂから出射する青色のレーザ光が入射し、位相変調素子５４Ｂは、この青色のレーザ光を回折して出射する。こうして、位相変調素子５４Ｇから緑色である第２の光ＤＬＧが出射し、この光ＤＬＧが第２発光光学系５１Ｇから出射する。また、位相変調素子５４Ｂから青色である第３の光ＤＬＢが出射し、この光ＤＬＢが第３発光光学系５１Ｂから出射する。
【００９８】
合成光学系５５は、第１光学素子５５ｆと第２光学素子５５ｓとを有する。第１光学素子５５ｆは、第１発光光学系５１Ｒから出射する第１の光ＤＬＲと、第２発光光学系５１Ｇから出射する第２の光ＤＬＧとを合成する光学素子である。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発光光学系５１Ｂから出射する第３の光ＤＬＢとを合成する光学素子である。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。
【００９９】
こうして、合成光学系５５からは、第１の光ＤＬＲと第２の光ＤＬＧと第３の光ＤＬＢとが合成された光が出射する。なお、図７、図８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。
【０１００】
カバー５９は、ヒートシンク３０のベース板３１上に固定されている。カバー５９は概ね矩形の形状をしており、例えばアルミニウム等の金属から成る。カバー５９の内側の空間には、上記の第１発光光学系５１Ｒ、第２発光光学系５１Ｇ、第３発光光学系５１Ｂ、合成光学系５５が配置されている。また、カバー５９の前方には合成光学系５５から出射する光が透過可能な開口５９Ｈが形成されている。なお、カバー５９の内壁は、黒アルマイト加工等による光吸収性とされることが好ましい。カバー５９の内壁が光吸収性とされることで、意図しない反射や屈折等によりカバー５９の内壁に照射された光が反射して開口５９Ｈから意図しない方向に出射することを抑制することができる。
【０１０１】
ここで、本実施形態では、位相変調素子５４Ｒ、位相変調素子５４Ｇ、及び位相変調素子５４Ｂは同様の構成とされ、これら位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂは、図２、図３に示される第１実施形態における位相変調素子２２と同様の構成とされる。
【０１０２】
図９は、図８に示す位相変調素子の正面図である。なお、図９には第１コリメートレンズ５３Ｒから出射するレーザ光が入射する領域５３Ａが破線で示されている。位相変調素子５４Ｒは、第１実施形態における位相変調素子２２と同様に、長方形の外形を有し、当該長方形内にマトリックス状に配置された複数の変調ユニットを有しており、それぞれの変調ユニットは、当該変調ユニットに入射する光を回折して出射する。それぞれの変調ユニットは、マトリックス状に配置された複数のドットを含んでいる。この変調ユニットは、第１コリメートレンズ５３Ｒから出射するレーザ光が入射する領域５３Ａ内に一つ以上位置するように形成される。また、図９に示すように、位相変調素子５４Ｒの横側には走査線駆動回路２２Ｈが配置されており、位相変調素子５４Ｒの上下方向の一方側にはデータ線駆動回路２２Ｖが配置されている。
【０１０３】
このような位相変調素子５４Ｒは、第１実施形態における位相変調素子２２と同様に、各ドットにおける液晶層２７の屈折率を調整することで、入射する光を回折して出射するとともに出射する光の配光パターンを所望の配光パターンにし得る。また、位相変調素子５４Ｒは、各ドットにおける液晶層２７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。
【０１０４】
また、第１実施形態における位相変調素子２２と同様に、位相変調素子５４Ｒの走査線駆動回路２２Ｈ及びデータ線駆動回路２２Ｖには、制御部７０が電気的に接続されており、この制御部７０は各ドットにおける液晶層２７の屈折率を制御する。なお、制御部７０は、位相変調素子５４Ｒと同様に、位相変調素子５４Ｇ，５４Ｂにおける不図示の走査線駆動回路及びデータ線駆動回路にも電気的に接続されており、これら位相変調素子５４Ｇ，５４Ｂの各ドットにおける液晶層の屈折率も制御する。制御部７０は、これらの制御を外部から制御部７０に入力する信号等に基づいて行う。本実施形態では、制御部７０は、車両のＥＣＵ（電子制御装置）等の制御装置７１等に電気的に接続される。
【０１０５】
本実施形態では、位相変調素子５４Ｒにおけるそれぞれの変調ユニットに同じ位相変調パターンを形成する。また、位相変調素子５４Ｇにおけるそれぞれの変調ユニットに同じ位相変調パターンを形成し、位相変調素子５４Ｂにおけるそれぞれの変調ユニットに同じ位相変調パターンを形成する。本実施形態では、第１実施形態における位相変調パターンと同様に、位相変調パターンは、各ドットにおける液晶層２７の屈折率のパターンであり、各ドットに対応する電極２５と透明電極２８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、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂにおけるそれぞれの位相変調パターンは、互いに異なる位相変調パターンとされている。
【０１０６】
具体的には、本実施形態では、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂにおけるそれぞれの位相変調パターンは、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂのそれぞれから出射する光ＤＬＲ，ＤＬＧ，ＤＬＢが合成光学系５５において合成された光が図４（Ａ）に示すロービームの配光パターンＰＴＮＬとなるように、コリメートレンズ５３Ｒ，５３Ｇ，５３Ｂから出射するレーザ光をそれぞれ回折させる位相変調パターンとされる。言い換えると、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂは、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂのそれぞれから出射する光ＤＬＲ，ＤＬＧ，ＤＬＢが合成光学系５５において合成された光がロービームの配光パターンＰＴＮＬとなるように、コリメートレンズ５３Ｒ，５３Ｇ，５３Ｂから出射するレーザ光をそれぞれ回折する。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、位相変調素子５４Ｒから出射する光ＤＬＲは、ロービームの配光パターンＰＴＮＬと重なると共にロービームの配光パターンＰＴＮＬの強度分布に基づいた強度分布とされる。また、位相変調素子５４Ｇから出射する光ＤＬＧは、ロービームの配光パターンＰＴＮＬと重なると共にロービームの配光パターンの強度分布に基づいた強度分布とされる。また、位相変調素子５４Ｂから出射する光ＤＬＢは、ロービームの配光パターンＰＴＮＬと重なると共にロービームの配光パターンＰＴＮＬ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ユニットを有しており、それぞれの変調ユニットがこのような配光パターンとなるようにコリメートレンズ５３Ｒ，５３Ｇ，５３Ｂから出射するレーザ光をそれぞれ回折する。なお、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ＰＴＮＬの外形に一致するように、コリメートレンズ５３Ｒ，５３Ｇ，５３Ｂから出射するレーザ光をそれぞれ回折することが好ましい。こうして、位相変調素子５４Ｒはロービームの配光パターンＰＴＮＬの赤色成分の光ＤＬＲを出射し、位相変調素子５４Ｇはロービームの配光パターンＰＴＮＬの緑色成分の光ＤＬＧを出射し、位相変調素子５４Ｂはロービームの配光パターンＰＴＮＬの青色成分の光ＤＬＢを出射する。
【０１０７】
なお、上記のロービームの配光パターンＰＴＮＬの強度分布に基づいた強度分布とは、ロービームの配光パターンＰＴＮＬにおける強度が高い部位では、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂから出射する光ＤＬＲ，ＤＬＧ，ＤＬＢの強度もそれぞれ高いという意味である。
【０１０８】
また、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂにおけるそれぞれの位相変調パターンは、所定の時間間隔よりも短い時間間隔で変化される。つまり、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂは、所定の時間間隔よりも短い時間間隔で変化する位相変調パターンで、コリメートレンズ５３Ｒ，５３Ｇ，５３Ｂから出射するレーザ光をそれぞれ回折する。本実施形態では、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂにおけるそれぞれの位相変調パターンは、車両から所定の距離離れた焦点位置において、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂから出射する光ＤＬＲ，ＤＬＧ，ＤＬＢが照射される領域がそれぞれ所定の方向へ振動するように変化される。この焦点位置は、例えば車両から２５ｍ離れた位置とされる。このため、位相変調素子５４Ｒから出射する光ＤＬＲが照射される領域は、位相変調素子５４Ｒにおける位相変調パターンの変化に対応して所定の方向へ振動し、位相変調素子５４Ｇから出射する光ＤＬＧが照射される領域は、位相変調素子５４Ｇにおける位相変調パターンの変化に対応して所定の方向へ振動し、位相変調素子５４Ｂから出射する光ＤＬＢが照射される領域は、位相変調素子５４Ｂにおける位相変調パターンの変化に対応して所定の方向へ振動する。なお、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂにおけるそれぞれの位相変調パターンは、光ＤＬＲ，ＤＬＧ，ＤＬＢが照射される領域の振動に対応して当該領域の外形が変化しないように変化されることが好ましい。
【０１０９】
この領域の振動における振幅は、当該振動方向におけるこの領域の幅よりも小とされる。このため、互いに異なる位相変調パターンの位相変調素子５４Ｒから出射する光ＤＬＲが照射される領域は、互いに重なっていると理解できる。また、互いに異なる位相変調パターンの位相変調素子５４Ｇから出射する光ＤＬＧが照射される領域は、互いに重なっていると理解できる。また、互いに異なる位相変調パターンの位相変調素子５４Ｂから出射する光ＤＬＢが照射される領域は、互いに重なっていると理解できる。なお、この領域の振動における振幅は、車内の人がこの領域の振動を認識できない程度の振幅とされることが好ましい。例えば、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂにおける位相変調パターンが変化するそれぞれの時間間隔が１／１５ｓ以下とされる場合では、車両から２５ｍ離れた焦点位置における上記の振幅が３．６ｍｍ以下であることが好ましい。
【０１１０】
次に車両用前照灯１による光の出射について説明する。
【０１１１】
まず不図示の電源から電力が供給されることで、光源５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂからレーザ光がそれぞれ出射する。上記のように第１光源５２Ｒからは赤色のレーザ光が出射し、第２光源５２Ｇからは緑色のレーザ光が出射し、第３光源５２Ｂからは青色のレーザ光が出射する。それぞれのレーザ光は、コリメートレンズ５３Ｒ，５３Ｇ，５３Ｂでコリメートされた後、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂに入射する。位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂは、当該位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂに入射するレーザ光をそれぞれ回折する。位相変調素子５４Ｒからはロービームの配光パターンＰＴＮＬの赤色成分の光である第１の光ＤＬＲが出射し、位相変調素子５４Ｇからはロービームの配光パターンＰＴＮＬの緑色成分の光である第２の光ＤＬＧが出射し、位相変調素子５４Ｂからはロービームの配光パターンＰＴＮＬの青色成分の光である第３の光ＤＬＢが出射する。こうして、第１発光光学系５１Ｒから第１の光ＤＬＲが出射し、第２発光光学系５１Ｇから第２の光ＤＬＧが出射し、第３発光光学系５１Ｂから第３の光ＤＬＢが出射する。
【０１１２】
合成光学系５５では、まず、第１の光ＤＬＲと第２の光ＤＬＧが第１光学素子５５ｆで合成される。第１光学素子５５ｆで合成された第１の光ＤＬＲ及び第２の光ＤＬＧは、第２光学素子５５ｓで第３の光ＤＬＢと合成される。こうして、赤色の第１の光ＤＬＲと緑色の第２の光ＤＬＧと青色の第３の光ＤＬＢとが合成された光は白色の光となる。また、第１の光ＤＬＲ、第２の光ＤＬＧ、及び第３の光ＤＬＢは、上記のようにそれぞれロービームの配光パターンＰＴＮＬと重なると共にロービームの配光パターンＰＴＮＬの強度分布に基づいた強度分布とされるため、これらの光が合成された白色の光はロービームの強度分布となる。
【０１１３】
こうして、合成された白色の光は、カバー５９の開口５９Ｈから出射し、この光はフロントカバー１２を介して車両用前照灯１から出射する。この光はロービームの配光パターンＰＴＮＬを有しているため、照射される光はロービームとなる。
【０１１４】
ところで、上記のように、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂにおけるそれぞれの位相変調パターンは、所定の時間間隔よりも短い時間間隔で変化される。これら位相変調パターンの変化は、車両から所定の距離離れた焦点位置において、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂから出射する光ＤＬＲ，ＤＬＧ，ＤＬＢが照射される領域が所定の方向へ振動するような変化とされている。このため、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂから出射する光ＤＬＲ，ＤＬＧ，ＤＬＢが照射される領域のそれぞれは、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂにおける位相変調パターンの変化に対応して所定の方向へ振動する。また、互いに異なる位相変調パターンの位相変調素子５４Ｒから出射する光ＤＬＲが照射される領域は、互いに重なっている。このため、路面等の被照射体のうちこれら領域が互いに重なっている部位では、視覚的に連続した光ＤＬＲの重ね合わせが生じており、位相変調素子５４Ｒからこの部位に至るまでの光路は、位相変調素子５４Ｒにおける位相変調パターンの変化に対応して変化する。また、互いに異なる位相変調パターンの位相変調素子５４Ｇから出射する光ＤＬＧが照射される領域は、互いに重なっている。このため、路面等の被照射体のうちこれら領域が互いに重なっている部位では、視覚的に連続した光ＤＬＧの重ね合わせが生じており、位相変調素子５４Ｇからこの部位に至るまでの光路は、位相変調素子５４Ｇにおける位相変調パターンの変化に対応して変化する。また、互いに異なる位相変調パターンの位相変調素子５４Ｂから出射する光ＤＬＢが照射される領域は、互いに重なっている。このため、路面等の被照射体のうちこれら領域が互いに重なっている部位では、視覚的に連続した光ＤＬＢの重ね合わせが生じており、位相変調素子５４Ｂからこの部位に至るまでの光路は、位相変調素子５４Ｂにおける位相変調パターンの変化に対応して変化する。このように光路が変化すると、路面等の被照射体の同じ位置であっても、車両用前照灯１から被照射体に入射する第１の光ＤＬＲと第２の光ＤＬＧと第３の光ＤＬＢの入射角やこれら光の位相がそれぞれ変化し得る。従って、入射角や位相の異なる第１の光ＤＬＲの視覚的な重ね合わせと、入射角や位相の異なる第２の光ＤＬＧの視覚的な重ね合わせと、入射角や位相の異なる第３の光ＤＬＢの視覚的な重ね合わせとがそれぞれ連続して生じる。このため、第１の光ＤＬＲと第２の光ＤＬＧと第３の光ＤＬＢのそれぞれのちらつきを感じることを抑制し得る。こうして、第１の光ＤＬＲと第２の光ＤＬＧと第３の光ＤＬＢによって形成されるロービームのちらつきを感じることを抑制し得る。
【０１１５】
なお、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂにおける位相変調パターンが変化するそれぞれの時間間隔は、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、視覚的な光の重ね合わせの時間間隔がこの時間の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。この時間間隔が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、この時間間隔は１／６０ｓ以下であることが好ましい。
【０１１６】
なお、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂにおけるそれぞれの位相変調パターンの変化に対応して、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂから出射する光ＤＬＲ，ＤＬＧ，ＤＬＢが照射される領域が振動する方向は、特に限定されるものではない。例えば、この振動方向は、上下方向であっても良く、左右方向であっても良く、上下及び左右方向であっても良い。しかし、光のちらつきを感じることを抑制する観点から、２つ以上の方向とされることが好ましい。この振動の方向が２つ以上の方向とされることによって、振動の方向が一方向である場合と比べて、視覚的な連続した光の重ね合わせが多方向に生じ、光のちらつきを感じることをより抑制し得る。また、光ＤＬＲが照射される領域の振動方向と光ＤＬＧが照射される領域の振動方向と光ＤＬＢが照射される領域の振動方向は、同じ方向とされても良く、互いに異なる方向とされても良い。また、光ＤＬＲ，ＤＬＧ，ＤＬＢが照射される領域の振動におけるそれぞれの振幅は、概ね一定であっても良いものの、光のちらつきを感じることを抑制する観点から、変動することが好ましい。この振幅が変動することによって、振幅が変動しない場合と比べて、視覚的に連続した光の重ね合わせが多方向に生じ、光のちらつきを感じることをより抑制し得る。なお、光ＤＬＲ，ＤＬＧ，ＤＬＢが照射される領域の振動における振幅は、互いに異なる振幅とされても良く、同じ振幅とされても良い。また、これらの振動は互いに同期されても良く、非同期とされても良い。
【０１１７】
ところで、上記特許文献１の車両用前照灯のホログラム素子に入射する光として、例えば、レーザ光が挙げられている。しかし、レーザ光が被写体に照射されると、被照射面の微小な凹凸の影響により、当該被照射面で散乱した光が相互に干渉しあって、光のちらつきの原因となる微細な斑点模様であるスペックルが発生するという懸念がある。
【０１１８】
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、所定波長の光をそれぞれ出射する光源５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂと、３つの位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂと、を備える。位相変調素子５４Ｒは、所定の時間間隔よりも短い時間間隔で変化する位相変調パターンで第１光源５２Ｒから出射する光を回折して出射する。位相変調素子５４Ｇは、所定の時間間隔よりも短い時間間隔で変化する位相変調パターンで第２光源５２Ｇから出射する光を回折して出射する。位相変調素子５４Ｂは、所定の時間間隔よりも短い時間間隔で変化する位相変調パターンで第３光源５２Ｂから出射する光を回折して出射する。位相変調素子５４Ｒから出射する光ＤＬＲが照射される領域は、位相変調素子５４Ｒにおける位相変調パターンの変化に対応して所定の方向へ振動し、互いに異なる位相変調パターンの位相変調素子５４Ｒから出射する光ＤＬＲが照射される領域は、互いに重なる。このため、上述したように、路面等の被照射体のうちこれら領域が互いに重なっている部位では、視覚的に連続した光ＤＬＲの重ね合わせが生じており、位相変調素子５４Ｒからこの部位に至るまでの光路は、位相変調素子５４Ｒにおける位相変調パターンの変化に対応して変化する。また、位相変調素子５４Ｇから出射する光ＤＬＧが照射される領域は、位相変調素子５４Ｇにおける位相変調パターンの変化に対応して所定の方向へ振動し、互いに異なる位相変調パターンの位相変調素子５４Ｇから出射する光ＤＬＧが照射される領域は、互いに重なる。このため、上述したように、路面等の被照射体のうちこれら領域が互いに重なっている部位では、視覚的に連続した光ＤＬＧの重ね合わせが生じており、位相変調素子５４Ｇからこの部位に至るまでの光路は、位相変調素子５４Ｇにおける位相変調パターンの変化に対応して変化する。また、位相変調素子５４Ｂから出射する光ＤＬＢが照射される領域は、位相変調素子５４Ｂにおける位相変調パターンの変化に対応して所定の方向へ振動し、互いに異なる位相変調パターンの位相変調素子５４Ｂから出射する光ＤＬＢが照射される領域は、互いに重なる。このため、上述したように、路面等の被照射体のうちこれら領域が互いに重なっている部位では、視覚的に連続した光ＤＬＢの重ね合わせが生じており、位相変調素子５４Ｂからこの部位に至るまでの光路は、位相変調素子５４Ｂにおける位相変調パターンの変化に対応して変化する。
【０１１９】
このように光路長が変化すると、上述したように、路面等の被照射体の同じ位置であっても、車両用前照灯１から被照射体に入射するロービームを形成する第１の光ＤＬＲと第２の光ＤＬＧと第３の光ＤＬＢの入射角やこれら光の位相がそれぞれ変化し得る。従って、入射角や位相の異なる第１の光ＤＬＲの視覚的な重ね合わせと、入射角や位相の異なる第２の光ＤＬＧの視覚的な重ね合わせと、入射角や位相の異なる第３の光ＤＬＢの視覚的な重ね合わせとがそれぞれ連続して生じる。このため、第１の光ＤＬＲと第２の光ＤＬＧと第３の光ＤＬＢによって形成されるロービームのちらつきを感じることを抑制し得る。
【０１２０】
また、第２の態様としての本実施形態では、互いに異なる波長の光を出射する３つの光源と、この３つの光源にそれぞれ対応する３つの発光光学系とを有するため、それぞれの光源から出射する光の強度を調節することにより、所望の色の光を出射することができる。
【０１２１】
（第４実施形態）
次に、本発明の第２の態様としての第４実施形態について図１０を参照して詳細に説明する。図１０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８と同様に示す図である。なお、第３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。
【０１２２】
図１０に示すように、本実施形態の光学系ユニット５０は、主に位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂのそれぞれが入射する光を透過しつつ回折して出射する透過型の位相変調素子とされる点で第１実施形態の光学系ユニット５０と異なる。
【０１２３】
本実施形態では、これら位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂは、例えば、図６に示される第２実施形態の位相変調素子２２と同様に、透過型の液晶パネルであるＬＣＤとされる。位相変調素子５４Ｒには、第１コリメートレンズ５３Ｒから出射する赤色のレーザ光が入射し、この位相変調素子５４Ｒは、この赤色のレーザ光を回折して出射する。位相変調素子５４Ｇには、第２コリメートレンズ５３Ｇから出射する緑色のレーザ光が入射し、この位相変調素子５４Ｇは、この緑色のレーザ光を回折して出射する。位相変調素子５４Ｂには、第３コリメートレンズ５３Ｂから出射する赤色のレーザ光が入射し、この位相変調素子５４Ｂは、この青色のレーザ光を回折して出射する。
【０１２４】
本実施形態のそれぞれの位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂは、第２実施形態の位相変調素子２２と同様に、各ドットにおける液晶層２７の屈折率を調整することで、入射する光を回折して出射するとともに出射する光の配光パターンを所望の配光パターンにし得る。また、本実施形態のそれぞれの位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂは、各ドットにおける液晶層２７の屈折率を変化させることで、出射する光の配光パターンを変化させたり、出射する光の向きを変えてこの光が照射される領域を変化させたりできる。なお、それぞれの位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂは、一方の透光性基板２３ａ側から光が入射する場合、他方の透光性基板２９から光を出射する。この場合であっても、それぞれの位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂは、各ドットにおける液晶層２７の屈折率を調整することで、出射する光の配光パターンを所望の配光パターンにし得る。また、この場合であっても、それぞれの位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂは、各ドットにおける液晶層２７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。
【０１２５】
本実施形態では、第３実施形態と同様に、位相変調素子５４Ｒにおけるそれぞれの変調ユニットに同じ位相変調パターンを形成する。また、位相変調素子５４Ｇにおけるそれぞれの変調ユニットに同じ位相変調パターンを形成し、位相変調素子５４Ｂにおけるそれぞれの変調ユニットに同じ位相変調パターンを形成する。また、これら位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂにおけるそれぞれの位相変調パターンは、互いに異なる位相変調パターンとされている。
【０１２６】
具体的には、本実施形態においても、第３実施形態と同様に、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂは、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂのそれぞれから出射する光ＤＬＲ，ＤＬＧ，ＤＬＢが合成された光がロービームの配光パターンＰＴＮＬとなるように、コリメートレンズ５３Ｒ，５３Ｇ，５３Ｂから出射するレーザ光をそれぞれ回折する。このため、位相変調素子５４Ｒからはロービームの配光パターンＰＴＮＬの赤色成分の光である第１の光ＤＬＲが出射し、位相変調素子５４Ｇからはロービームの配光パターンＰＴＮＬの緑色成分の光である第２の光ＤＬＧが出射し、位相変調素子５４Ｂからはロービームの配光パターンＰＴＮＬの青色成分の光である第３の光ＤＬＢが出射する。そして、第１の光ＤＬＲと、第２の光ＤＬＧと、第３の光ＤＬＢとが合成光学系５５で合成される。第１の光ＤＬＲ、第２の光ＤＬＧ、及び第３の光ＤＬＢは、第３実施形態と同様に、それぞれロービームの配光パターンＰＴＮＬと重なると共にロービームの配光パターンＰＴＮＬの強度分布に基づいた強度分布とされるため、これらの光が合成された白色の光はロービームの強度分布となる。なお、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ＰＴＮＬの外形に一致するように、コリメートレンズ５３Ｒ，５３Ｇ，５３Ｂから出射するレーザ光をそれぞれ回折することが好ましい。こうして、合成された白色の光は、カバー５９の開口５９Ｈから出射し、この光はフロントカバー１２を介して車両用前照灯１から出射する。この光はロービームの配光パターンＰＴＮＬを有しているため、照射される光はロービームとなる。
【０１２７】
また、本実施形態においても、第３実施形態と同様に、位相変調素子５４Ｒにおける位相変調パターンは、所定の時間間隔よりも短い時間間隔で変化し、位相変調素子５４Ｒから出射する光ＤＬＲが照射される領域は、位相変調素子５４Ｒにおける位相変調パターンの変化に対応して所定の方向へ振動する。このように互いに異なる位相変調パターンの位相変調素子５４Ｒから出射する光ＤＬＲが照射される領域は、互いに重なる。また、位相変調素子５４Ｇにおける位相変調パターンは、所定の時間間隔よりも短い時間間隔で変化し、位相変調素子５４Ｇから出射する光ＤＬＧが照射される領域は、位相変調素子５４Ｇにおける位相変調パターンの変化に対応して所定の方向へ振動する。このように互いに異なる位相変調パターンの位相変調素子５４Ｇから出射する光ＤＬＧが照射される領域は、互いに重なる。また、位相変調素子５４Ｂにおける位相変調パターンは、所定の時間間隔よりも短い時間間隔で変化し、位相変調素子５４Ｂから出射する光ＤＬＢが照射される領域は、位相変調素子５４Ｂにおける位相変調パターンの変化に対応して所定の方向へ振動する。このように互いに異なる位相変調パターンの位相変調素子５４Ｂから出射する光ＤＬＢが照射される領域は、互いに重なる。
【０１２８】
本実施形態の車両用前照灯１によれば、第２の態様としての第３実施形態の車両用前照灯１と同様に、第１の光ＤＬＲと第２の光ＤＬＧと第３の光ＤＬＢによって形成されるロービームのちらつきを感じることを抑制し得る。
【０１２９】
（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。
【０１３０】
図１１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図８と同様に示す図である。図１１に示すように本実施形態の光学系ユニット５０は、合成光学系５５を備えず、第１発光光学系５１Ｒ、第２発光光学系５１Ｇ、第３発光光学系５１Ｂから出射するそれぞれの光が合成されない状態で、カバー５９から光を出射する点において、第４実施形態の光学系ユニット５０と異なる。本実施形態では、第１発光光学系５１Ｒ、第２発光光学系５１Ｇ、第３発光光学系５１Ｂは、光の出射方向がカバー５９の開口５９Ｈ側とされている。
【０１３１】
本実施形態においても、第４実施形態と同様にして、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ＰＴＮＬとなるように、コリメートレンズ５３Ｒ，５３Ｇ，５３Ｂから出射するレーザ光をそれぞれ回折する。このため、位相変調素子５４Ｒからはロービームの配光パターンＰＴＮＬの赤色成分の光である第１の光ＤＬＲが出射し、位相変調素子５４Ｇからはロービームの配光パターンＰＴＮＬの緑色成分の光である第２の光ＤＬＧが出射し、位相変調素子５４Ｂからはロービームの配光パターンＰＴＮＬの青色成分の光である第３の光ＤＬＢが出射する。位相変調素子５４Ｒから出射する第１の光ＤＬＲ、位相変調素子５４Ｒから出射する第２の光ＤＬＧ、及び位相変調素子５４Ｂから出射する第３の光ＤＬＢは、それぞれカバー５９の開口５９Ｈから出射し、フロントカバー１２を介して車両用前照灯１の外部に照射される。このとき、第１の光ＤＬＲ、第２の光ＤＬＧ、及び第３の光ＤＬＢは、車両から所定の距離離れた焦点位置において、それぞれの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。
【０１３２】
また、本実施形態においても、第４実施形態と同様にして、位相変調素子５４Ｒにおける位相変調パターンは、所定の時間間隔よりも短い時間間隔で変化し、位相変調素子５４Ｒから出射する光ＤＬＲが照射される領域は、位相変調素子５４Ｒにおける位相変調パターンの変化に対応して所定の方向へ振動する。このように互いに異なる位相変調パターンの位相変調素子５４Ｒから出射する光ＤＬＲが照射される領域は、互いに重なる。また、位相変調素子５４Ｇにおける位相変調パターンは、所定の時間間隔よりも短い時間間隔で変化し、位相変調素子５４Ｇから出射する光ＤＬＧが照射される領域は、位相変調素子５４Ｇにおける位相変調パターンの変化に対応して所定の方向へ振動する。このように互いに異なる位相変調パターンの位相変調素子５４Ｇから出射する光ＤＬＧが照射される領域は、互いに重なる。また、位相変調素子５４Ｂにおける位相変調パターンは、所定の時間間隔よりも短い時間間隔で変化し、位相変調素子５４Ｂから出射する光ＤＬＢが照射される領域は、位相変調素子５４Ｂにおける位相変調パターンの変化に対応して所定の方向へ振動する。このように互いに異なる位相変調パターンの位相変調素子５４Ｂから出射する光ＤＬＢが照射される領域は、互いに重なる。
【０１３３】
本実施形態の車両用前照灯１によれば、第２の態様としての第３実施形態の合成光学系５５を用いないため、簡易な構成とすることができるとともに、第１の光ＤＬＲと第２の光ＤＬＧと第３の光ＤＬＢによって形成されるロービームのちらつきを感じることを抑制し得る。
【０１３４】
なお、第２の態様としての第３〜第５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、本発明の第２の態様としての車両用灯具は特に限定されない。例えば、第２の態様としての車両用灯具は、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４（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ＰＴＮＨの光が照射される。つまり、それぞれの位相変調素子は、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、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。
【０１３５】
また、第２の態様としての第３〜第５実施形態では、互いに異なる波長の光を出射する３つの光源５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂと、それぞれの光源５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂに対応する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。しかし、第２の態様としての光学系ユニットは、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、白色の光を出射する光源と、この光源から出射する白色の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。
【０１３６】
また、第２の態様としての第３〜第５実施形態では、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂにおけるそれぞれの位相変調パターンは、車両から所定の距離離れた焦点位置において、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂから出射する光ＤＬＲ，ＤＬＧ，ＤＬＢが照射される領域が所定の方向へ振動するように変化されていた。このため、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂにおけるそれぞれの位相変調パターンの変化に対応して、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂから出射する光ＤＬＲ，ＤＬＧ，ＤＬＢが照射される領域のそれぞれが所定の方向へ振動していた。しかし、第２の態様としての位相変調素子は、所定の時間間隔よりも短い時間間隔で変化する位相変調パターンで光源から出射する光を回折して出射し、互いに異なる位相変調パターンの位相変調素子から出射する光が照射される領域が、互いに重なっていれば良い。このような構成にすることで、位相変調素子から出射する光の配光パターンと当該光が照射される領域の少なくとも一方は、位相変調パターンの変化に対応して変化し得る。また、互いに異なる位相変調パターンの位相変調素子から出射する光が照射される領域は、互いに重なるため、被照射体のうちこれら領域が互いに重なっている部位では、視覚的に連続した光の重ね合わせが生じており、位相変調素子からこの部位に至るまでの光路は、位相変調パターンの変化に対応して変化する。このように光路が変化すると、被照射体の同じ位置であっても、車両用灯具から被照射体に入射する光の入射角や光の位相が変化し得る。従って、入射角や位相の異なる光の視覚的な重ね合わせが連続して生じ、光のちらつきを感じることを抑制し得る。
【０１３７】
また、第２の態様としての位相変調素子における位相変調パターンは、位相変調素子から出射する光の配光パターンにおける強度分布が変化するように変化されても良い。つまり、位相変調素子における位相変調パターンの変化に対応して、当該位相変調素子から出射する光の配光パターンにおける強度分布が変化しても良い。このような構成であっても、入射角や位相の異なる光の視覚的な重ね合わせが連続して生じ、光のちらつきを感じることを抑制し得る。なお、この強度分布の変化は、車内の人がこの強度分布の変化を認識できない程度の変化とされることが好ましい。例えば、位相変調素子における位相変調パターンが変化する時間間隔が１／１５ｓ以下とされる場合では、強度の変化率は５％以下とされることが好ましい。このように位相変調素子から出射する光の配光パターンにおける強度分布が変化する場合、位相変調パターンは、この強度分布の変化に対応して配光パターンの外形がするように変化しても良い。しかし、位相変調パターンは、配光パターンにおける強度分布の変化に対応して配光パターンの外形が変化しないように変化されることが好ましい。つまり、位相変調素子から出射する光の配光パターンにおける強度分布のみが変化することが好ましい。また、位相変調素子における位相変調パターンは、当該位相変調パターンの変化に対応して、位相変調素子から出射する光の配光パターンの強度分布が変化するとともに、位相変調素子から出射する光が照射される領域が所定の方向へ振動するように変化されても良い。つまり、位相変調素子における位相変調パターンの変化に対応して、当該位相変調素子から出射する光の配光パターンにおける強度分布が変化するとともに、位相変調素子から出射する光が照射される領域が所定の方向へ振動しても良い。また、位相変調素子における位相変調パターンの変化に対応して、当該位相変調素子から出射する光の配光パターンにおける強度分布が変化するとともに、位相変調素子から出射する光が照射される領域が変化しなくても良い。
【０１３８】
また、第２の態様としての第３〜第５実施形態では、複数の変調ユニットを有する位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂを例に説明した。しかし、変調ユニットの数、大きさ、外形等は特に限定されるものではない。例えば、位相変調素子は１つの変調ユニットを有し、この１つの変調ユニットによって入射する光を回折させても良い。
【０１３９】
また、第２の態様としての第３実施形態では、反射型の位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂを例に説明し、第２の態様としての第４実施形態及び第５実施形態では、透過型の位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂを例に説明した。しかし、位相変調素子は、入射する光を回折して出射するとともに出射する光の配光パターンを変更可能であれば良い。例えば、位相変調素子は、シリコン基板上に複数の反射体が形成されたＧＬＶとされても良い。
【０１４０】
また、第２の態様としての第３〜第５実施形態では、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂにおけるそれぞれの位相変調パターンは、互いに異なる位相変調パターンとされていたが、これら位相変調パターンが同じ位相変調パターンとなっていても良い。
【０１４１】
また、第２の態様としての第３実施形態及び第４実施形態では、第１光学素子５５ｆは、第１の光ＤＬＲを透過すると共に第２の光ＤＬＧを反射することで第１の光ＤＬＲと第２の光ＤＬＧとを合成し、第２光学素子５５ｓは、第１光学素子５５ｆで合成された第１の光ＤＬＲ及び第２の光ＤＬＧを透過すると共に第３の光ＤＬＢを反射することで第１の光ＤＬＲと第２の光ＤＬＧと第３の光ＤＬＢとを合成した。しかし、例えば、第１光学素子５５ｆにおいて第３の光ＤＬＢと第２の光ＤＬＧとが合成され、第２光学素子５５ｓにおいて第１光学素子５５ｆで合成された第３の光ＤＬＢ及び第２の光ＤＬＧと第１の光ＤＬＲとが合成される構成とされても良い。この場合、第２の態様としての第３実施形態及び第４実施形態において、第１光源５２Ｒ、第１コリメートレンズ５３Ｒ、及び位相変調素子５４Ｒを備える第１発光光学系５１Ｒと、第３光源５２Ｂ、第３コリメートレンズ５３Ｂ、及び位相変調素子５４Ｂを備える第３発光光学系５１Ｂとの位置が入れ替わる。また、第２の態様としての第３実施形態及び第４実施形態において、所定の波長帯域の光を透過し、他の波長帯域の光を反射するバンドパスフィルタが第１光学素子５５ｆや第２光学素子５５ｓに用いられても良い。また、合成光学系５５は、それぞれの発光光学系から出射する光を互いに重ね合わせれば良く、第２の態様としての上記第３実施形態及び第４実施形態の構成や上記構成に限定されない。
【０１４２】
（第６実施形態）
次に、本発明の第３の態様としての第６実施形態について説明する。なお、上記第３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。図１２は、第３の態様としての本実施形態に係る車両用灯具の一例を示す図であり、車両用灯具の鉛直方向の断面を概略的に示す縦断面図である。第３実施形態と同様に、本実施形態では車両用灯具は車両用前照灯１とされる。図１２に示すように、本実施形態の車両用前照灯１は、カバー５９がケース４０とされる点、光学系ユニット５０の構成が異なる点において、第３実施形態の車両用前照灯１と主に異なる。
【０１４３】
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には、その前部から上部に渡って開口が形成されている。カバー４２は、上部側の開口を塞ぐように基台４１に固定される。ケース４０の前部には、このような基台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。また、ケース４０の内部空間には光学系ユニット５０が配置されている。
【０１４４】
なお、基台４１の内壁及びカバー４２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を施すことが好ましい。基台４１の内壁やカバー４２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４０Ｈから意図しない方向に出射することが抑制され得る。
【０１４５】
図１３は、図１２に示す車両用前照灯１が備える光学系ユニット５０の拡大図である。図１３に示すように、本実施形態における光学系ユニット５０は、第１光源５２Ｒと、第２光源５２Ｇと、第３光源５２Ｂと、第１コリメートレンズ５３Ｒと、第２コリメートレンズ５３Ｇと、第３コリメートレンズ５３Ｂと、第１回折格子１５４Ｒと、第２回折格子１５４Ｇと、第３回折格子１５４Ｂと、第１ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）ミラー８０Ｒと、第２ＭＥＭＳミラー８０Ｇと、第３ＭＥＭＳミラー８０Ｂと、合成光学系５５とを備える。本実施形態において、回折格子１５４Ｒ，１５４Ｇ，１５４Ｂは透過型の回折格子とされる。
【０１４６】
第１光源５２Ｒは、本実施形態では、パワーのピーク波長が例えば６３８ｎｍの赤色レーザ光を上方に出射する。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の緑色レーザ光を後方に出射し、第３光源５２Ｂはパワーのピーク波長が例えば４４５ｎｍの青色レーザ光を後方に出射する。また、光学系ユニット５０は、基台４１に固定される不図示の回路基板を有している。第１光源５２Ｒ、第２光源５２Ｇ、及び第３光源５２Ｂは、それぞれ該回路基板に実装されており、この回路基板を介してこれら光源に電力が供給される。
【０１４７】
本実施形態では、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基台４１に固定される。
【０１４８】
第１ＭＥＭＳミラー８０Ｒは、第１コリメートレンズ５３Ｒの上方に配置されている。この第１ＭＥＭＳミラー８０Ｒは、不図示の構成により基台４１に取り付けられており、不図示のアクチュエータによって可動反射面８１Ｒが搖動する構成とされる。この可動反射面８１Ｒは、第１コリメートレンズ５３Ｒから出射するレーザ光の少なくとも一部が入射できる位置に、該レーザ光の光軸に対して概ね４５°傾いた状態で配置される。
【０１４９】
第２ＭＥＭＳミラー８０Ｇは、第２コリメートレンズ５３Ｇの後方に配置されている。この第２ＭＥＭＳミラー８０Ｇは、不図示の構成により基台４１に取り付けられており、不図示のアクチュエータによって可動反射面８１Ｇが搖動する構成とされる。この可動反射面８１Ｇは、第２コリメートレンズ５３Ｇから出射するレーザ光の少なくとも一部が入射できる位置に、該レーザ光の光軸に対して概ね４５°傾いた状態で配置される。
【０１５０】
第３ＭＥＭＳミラー８０Ｂは、第３コリメートレンズ５３Ｂの後方に配置されている。この第３ＭＥＭＳミラー８０Ｂは、不図示の構成により基台４１に取り付けられており、不図示のアクチュエータによって可動反射面８１Ｂが搖動する構成とされる。この可動反射面８１Ｂは、第３コリメートレンズ５３Ｂから出射するレーザ光の少なくとも一部が入射できる位置に、該レーザ光の光軸に対して概ね４５°傾いた状態で配置されている。
【０１５１】
図１４は、第１ＭＥＭＳミラー８０Ｒの一例を可動反射面８１Ｒ側から見た概略図である。図１４に示すように、この第１ＭＥＭＳミラー８０Ｒは、可動反射面８１Ｒが形成されたミラー本体６０と、ミラー本体６０を囲う内側枠部６１と、内側枠部６１を囲う外側枠部６２とを主な構成要素として備える。ミラー本体６０と内側枠部６１とは、第１軸Ｐに沿って延びる１対のトーションバー６３，６３によって連結されている。また、内側枠部６１と外側枠部６２とは、第１軸Ｐに垂直な第２軸Ｑに沿って延びる１対の第２トーションバー６４，６４によって連結されている。このような構成により、ミラー本体６０は、上記アクチュエータが動作することで、第１軸Ｐ及び第２軸Ｑを中心として２方向に搖動できるようになっている。上記アクチュエータとして、例えば、電磁式のアクチュエータや圧電式のアクチュエータなどが用いられてもよい。なお、本実施形態では、第２ＭＥＭＳミラー８０Ｇ及び第３ＭＥＭＳミラー８０Ｂも第１ＭＥＭＳミラー８０Ｒと同様の構成とされる。
【０１５２】
なお、ＭＥＭＳミラーが１方向に、例えば第１軸Ｐに沿ってのみ搖動するように構成してもよい。この場合、外側枠部６２と第２トーションバー６４とが不要となり、ＭＥＭＳミラーを小型化することができる。
【０１５３】
また、図１３に示すように、第１回折格子１５４Ｒは第１ＭＥＭＳミラー８０Ｒの前方に配置されており、第２回折格子１５４Ｇは第２ＭＥＭＳミラー８０Ｇの上方に配置されており、第３回折格子１５４Ｂは第３ＭＥＭＳミラー８０Ｂの上方に配置されている。
【０１５４】
図１５は、本実施形態における回折格子１５４Ｒをその入射面側から見た概略図である。図１５に示すように、回折格子１５４Ｒは、区分けされた領域のそれぞれに形成された回折格子パターン１７０の集合体として構成されている。これら回折格子パターン１７０は、それぞれ同一の３次元構造（図示を省略）を有している。したがって、各回折格子パターン１７０に入射するレーザ光のそれぞれからは、同一の配光パターンの光が出射される。本実施形態では、回折格子１５４Ｇ，１５４Ｂも回折格子１５４Ｒと同様の構成とされる。
【０１５５】
また、図１３に示すように、合成光学系５５は、第３実施形態の合成光学系５５と同様に、第１光学素子５５ｆと第２光学素子５５ｓとを有する。本実施形態では、第１光学素子５５ｆは、第１回折格子１５４Ｒの前方かつ第２回折格子１５４Ｇの上方に配置され、前後方向及び上下方向の双方に対して概ね４５°傾いた状態で配置される。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の赤色レーザ光を透過し、第２光源５２Ｇから出射する波長５１５ｎｍの緑色レーザ光を反射するように構成される。
【０１５６】
本実施形態では、第２光学素子５５ｓは、第１光学素子５５ｆの前方かつ第３回折格子１５４Ｂの上方に配置され、前後方向及び上下方向の双方に対して概ね４５°傾いた状態で配置される。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の赤色レーザ光及び第２光源５２Ｇから出射する波長５１５ｎｍの緑色レーザ光を透過し、第３光源５２Ｂから出射する波長４４５ｎｍの青色レーザ光を反射するように構成される。
【０１５７】
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。
【０１５８】
図１３に示すように、不図示の電源から電力が供給されることで、光源５２Ｒから赤色レーザ光が上方に出射され、光源５２Ｇから緑色レーザ光が後方に出射され、光源５２Ｂから青色レーザ光が後方に出射される。
【０１５９】
光源５２Ｒの上方には、光源５２Ｒから出射する赤色レーザ光の光軸に対して概ね４５°傾いた状態でＭＥＭＳミラー８０Ｒの可動反射面８１Ｒが配置されている。したがって、この赤色レーザ光は、可動反射面８１Ｒで反射して９０°方向転換し、前方に向かって、すなわち、回折格子１５４Ｒに向かって伝搬していく。ところで、上述のように可動反射面８１Ｒは２方向に搖動する。したがって、図１６に示すように、可動反射面８１Ｒから出射する赤色レーザ光は、可動反射面８１Ｒの搖動に伴って２方向に振動しつつ伝搬していく。なお、図１６は、図１３におけるＭＥＭＳミラー８０Ｒ及び回折格子１５４Ｒの近傍を拡大して示す図である。
【０１６０】
図１３に示すように、光源５２Ｇの後方には、光源５２Ｇから出射する緑色レーザ光の光軸に対して概ね４５°傾いた状態でＭＥＭＳミラー８０Ｇの可動反射面８１Ｇが配置されている。したがって、この緑色レーザ光は、可動反射面８１Ｇで反射して９０°方向転換し、上方に向かって、すなわち、回折格子１５４Ｇに向かって伝搬していく。ところで、上述のように、可動反射面８１Ｇは２方向に搖動するため、可動反射面８１Ｇから出射する緑色レーザ光は、２方向に振動しつつ伝搬していく（図１６参照）。
【０１６１】
光源５２Ｂの後方には、光源５２Ｂから出射する青色レーザ光の光軸に対して概ね４５°傾いた状態でＭＥＭＳミラー８０Ｂの可動反射面８１Ｂが配置されている。したがって、この青色レーザ光は、可動反射面８１Ｂで反射して９０°方向転換し、上方に向かって、すなわち、回折格子１５４Ｂに向かって伝搬していく。ところで、上述のように、可動反射面８１Ｂは２方向に搖動するため、可動反射面８１Ｂから出射する青色レーザ光は、２方向に振動しつつ伝搬していく（図１６参照）。
【０１６２】
以上のように、本実施形態におけるＭＥＭＳミラー８０Ｒ，８０Ｇ，８０Ｂは、レーザ光を回折格子１５４Ｒ，１５４Ｇ，１５４Ｂに向かって反射させる可動反射面８１Ｒ，８１Ｇ，８１Ｂを有しており、該可動反射面８１Ｒ，８１Ｇ，８１Ｂを動かすことによりレーザ光を振動させる可動反射部材として機能する。
【０１６３】
図１３に示すように、ＭＥＭＳミラー８０Ｒの前方には、回折格子１５４Ｒが配置されている。したがって、ＭＥＭＳミラー８０Ｒから出射する赤色レーザ光は、この回折格子１５４Ｒの入射面に入射する。図１５に示すように、回折格子１５４Ｒは、同一の３次元構造を有する複数の回折格子パターン１７０の集合体である。すなわち、各回折格子パターン１７０に入射する赤色レーザ光のそれぞれから、同一の配光パターンを有する赤色成分の光が生成される。本実施形態において、この赤色成分の光に照射される領域には常に少なくとも１つの回折格子パターン１７０が含まれる。このため、回折格子１５４Ｒにおけるレーザ光の入射する領域がＭＥＭＳミラー８０Ｒの搖動に伴って変化した場合でも、同一の配光パターンを有する赤色成分の光が生成され得る。以下、この回折格子１５４Ｇから出射する赤色成分の光を第１の光ＬＲＡとする。この第１の光ＬＲＡは、回折格子１５４Ｇから出射して前方に伝搬していく。
【０１６４】
ＭＥＭＳミラー８０Ｇの上方には、回折格子１５４Ｇが配置されている。したがって、ＭＥＭＳミラー８０Ｇから出射する緑色レーザ光は、この回折格子１５４Ｇの入射面に入射する。上述のように、回折格子１５４Ｇは、回折格子１５４Ｒと同様に、同一の３次元構造を有する複数の回折格子パターン１７０の集合体である（図１５参照）。すなわち、各回折格子パターン１７０に入射する緑色レーザ光のそれぞれから、同一の配光パターンを有する緑色成分の光が生成される。本実施形態において、この緑色成分の光に照射される領域には常に少なくとも１つの回折格子パターン１７０が含まれる。このため、回折格子１５４Ｇにおけるレーザ光の入射する領域がＭＥＭＳミラー８０Ｇの搖動に伴って変化した場合でも、同一の配光パターンを有する緑色成分の光が生成され得る。以下、この回折格子１５４Ｇから出射する緑色成分の光を第２の光ＬＧＡとする。この第２の光ＬＧＡは、回折格子１５４Ｇから出射して上方に伝搬していく。
【０１６５】
ＭＥＭＳミラー８０Ｂの上方には、回折格子１５４Ｂが配置されている。したがって、ＭＥＭＳミラー８０Ｂから出射する青色レーザ光は、この回折格子１５４Ｂの入射面に入射する。上述のように、回折格子１５４Ｂは、回折格子１５４Ｒと同様に、同一の３次元構造を有する複数の回折格子パターン１７０の集合体である（図１５参照）。すなわち、各回折格子パターン１７０に入射する青色レーザ光のそれぞれから、同一の配光パターンを有する青色成分の光が生成される。本実施形態において、この青色成分の光に照射される領域には常に少なくとも１つの回折格子パターン１７０が含まれる。このため、回折格子１５４Ｇにおけるレーザ光の入射する領域がＭＥＭＳミラー８０Ｂの搖動に伴って変化した場合でも、同一の配光パターンを有する青色成分の光が生成され得る。以下、この回折格子１５４Ｂから出射する青色成分の光を第３の光ＬＢＡとする。この第３の光ＬＢＡは、回折格子１５４Ｂから出射して上方に伝搬していく。
【０１６６】
上記のように、本実施形態における回折格子１５４Ｒ，１５４Ｇ，１５４Ｂは、所定の配光パターンを形成するため、配光パターン形成素子として機能する。なお、本実施形態において、回折格子１５４Ｒ，１５４Ｇ，１５４Ｂは、回折格子１５４Ｒから形成される配光パターンと、回折格子１５４Ｇから形成される配光パターンと、回折格子１５４Ｂから形成される配光パターンとが、同一の形状および光強度分布となるように構成される。
【０１６７】
図１３に示すように、回折格子１５４Ｒ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、回折格子１５４Ｒで所定の配光パターンに形成された第１の光ＬＲＡは、第１光学素子５５ｆを透過して前方に伝搬していく。また、回折格子１５４Ｇ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、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いる。また、第１光学素子５５ｆは、上下方向に対して概ね４５°傾いている。したがって、回折格子１５４Ｇで所定の配光パターンに形成された第２の光ＬＧＡは、第１光学素子５５ｆで反射して９０°方向転換し、前方に伝搬していく。
【０１６８】
第１光学素子５５ｆの前方には、合成光学系の第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光学素子５５ｆから出射する第１の光ＬＲＡ及び第２の光ＬＧＡは、第２光学素子５５ｓを透過する。また、回折格子１５４Ｂ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いる。また、第２光学素子５５ｓは、上下方向に対して概ね４５°傾いている。したがって、回折格子１５４Ｂで所定の配光パターンに形成された第３の光ＬＢＡは、第２光学素子５５ｓで反射して９０°方向転換する。これにより、第１の光ＬＲＡと、第２の光ＬＧＡと、第３の光ＬＢＡとが合成されて白色光が生成される。この白色光は前方に伝搬してケース４０の開口４０Ｈから出射し、さらにフロントカバー１２を介してロービームＬとして車両用前照灯１から出射する。上述のように、第１の光ＬＲＡの配光パターンの形状及び光強度分布と、第２の光ＬＧＡの配光パターンの形状及び光強度分布と、第３の光ＬＢＡの配光パターンの形状及び光強度分布とは同一である。したがって、ロービームＬの配光パターンの形状及び光強度分布は、これら第１の光ＬＲＡ、第２の光ＬＧＡ、及び第３の光ＬＢＡの配光パターンの形状及び光強度分布と同一となり得る。
【０１６９】
本実施形態では、図４（Ａ）に示されるロービームＬが、車両用前照灯１から出射し、路面等の被照射体を照射する。
【０１７０】
ところで、このような路面などの被照射体には凹凸が存在しているため、ロービームＬが被照射体に照射されると、この凹凸の影響により被照射体の被照射面で散乱した光が相互に干渉しあってスペックルが発生する問題がある。しかしながら、本実施形態によれば、以下の理由により、このスペックル、すなわち光のちらつきが抑制される。
【０１７１】
上述のようにＭＥＭＳミラー８０Ｒは搖動する。したがって、図１６に示すように、ＭＥＭＳミラー８０Ｒから出射するレーザ光の光路、すなわち、第１の光ＬＲＡの光路がこの搖動と同期して経時的に変化する。同様に、ＭＥＭＳミラー８０Ｇは搖動する。したがって、ＭＥＭＳミラー８０Ｇから出射するレーザ光の光路、すなわち、第２の光ＬＧＡの光路がこの搖動と同期して経時的に変化する。同様に、ＭＥＭＳミラー８０Ｂは搖動する。したがって、ＭＥＭＳミラー８０Ｂから出射するレーザ光の光路、すなわち、第３の光ＬＢＡの光路がこの搖動と同期して経時的に変化する。換言すれば、第１の光ＬＲＡと第２の光ＬＧＡと第３の光ＬＢＡとから生成されるロービームＬの光路が、ＭＥＭＳミラー８０Ｒ，８０Ｇ，８０Ｂの搖動と同期して経時的に変化する。そして、このようにロービームＬの光路が経時的に変化することで、被照射体の同一位置に入射する光の入射角や位相が経時的に変化し得る。そして、この光の入射角や光の位相の変化が連続して起こることで、上記被照射体の同一位置で反射した反射光から様々な干渉パターンが生じ、これら干渉パターンの光が重畳される結果、スペックルが目立たなくなり、光のちらつきが抑制され得る。
【０１７２】
なお、ＭＥＭＳミラー８０Ｒ，８０Ｇ，８０Ｂが光の光路に与える振動の周波数は、光のちらつきを抑制する観点から、１５Ｈｚ以上であることが好ましい。人の視覚の時間分解能は概ね３０Ｈｚである。車両用灯具であれば、振動の周波数がこの周波数の半分程度であれば光のちらつきを抑制できる。なお、これら振動付与部が与える振動の周波数が３０Ｈｚ以上であれば、人の視覚の時間分解能を概ね超える。従って、光のちらつきをより抑制できる。また更に、この周波数が６０Ｈｚ以上であれば、光のちらつきがより抑制される観点から好ましい。なお、ＭＥＭＳミラー８０Ｒ，８０Ｇ，８０Ｂが光の光路に与える振動の周波数は、互いに異なる周波数とされても良く、同じ周波数とされても良い。
【０１７３】
ところで可動反射面、図１５及び図１６に示すように、ＭＥＭＳミラーは、光の光路を、回折格子パターン１７０の少なくとも１つ分以上振動させることが好ましい。このようにすることで、ＭＥＭＳミラーによって振動する光路の振幅が大きくなり、被照射面に入射する光の入射角や位相の変化が大きくなるため、光のちらつきがより効果的に抑制され得る。
【０１７４】
上記のように、第３の態様としての本実施形態の車両用前照灯１は、ロービームＬの配光パターンを形成する配光パターン形成素子である回折格子１５４Ｒ，１５４Ｇ，１５４Ｂを備えるため、シェードを用いずともロービームＬの配光パターンを形成することができる。すなわち、シェードを用いるスペースを確保する必要がなく、装置を小型化することができる。
【０１７５】
また、第３の態様としての本実施形態の車両用前照灯１は、光を反射するとともに該光の光路を可動反射面を動かして振動させる可動反射部材であるＭＥＭＳミラー８０Ｒ，８０Ｇ，８０Ｂを備えるため、ロービームＬのちらつきが抑制される。
【０１７６】
また、第３の態様としての本実施形態では、波長が互いに異なる３つの光を合成するものであるため、それぞれの光源から出射する光強度を調節することにより、所望の色の光を出射することができる。
【０１７７】
また、第３の態様としての本実施形態では、ＭＥＭＳミラーが２方向に搖動するため、ＭＥＭＳミラーが１方向にのみ搖動する場合と比べて、より多くの干渉パターンが形成される。したがって、光のちらつきがより効果的に抑制され得る。
【０１７８】
（第７実施形態）
次に、本発明の第３の態様としての第７実施形態について図１７を参照して詳細に説明する。なお、第６実施形態と同一又は同等の構成要素については、特に説明する場合を除き、同一の参照符号を付して重複する説明は省略する。
【０１７９】
図１７は、本実施形態に係る車両用前照灯の光学系ユニット１５０を図１３と同様に示す図である。図１７に示すように、本実施形態の車両用前照灯の光学系ユニット１５０によれば、第１光源５２Ｒ、第２光源５２Ｇ、及び第３光源５２Ｂが、開口４０Ｈの反対側に上下方向に並んで配置される。すなわち、光源５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂのそれぞれからレーザ光が上下方向に出射される。また、光源５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂが上下方向に並んで配置されたことに対応して、ＭＥＭＳミラー８０Ｒ，８０Ｇ，８０Ｂが上下方向に並んで配置され、回折格子１５４Ｒ，１５４Ｇ，１５４Ｂが上下方向に並んで配置される。
【０１８０】
このような構成によれば、光源５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂから出射されたレーザ光は、ＭＥＭＳミラー８０Ｒ，８０Ｇ，８０Ｂでそれぞれ前方に反射された後、回折格子１５４Ｒ，１５４Ｇ，１５４Ｂを前方に向かって透過する。そして、回折格子１５４Ｒ，１５４Ｇ，１５４Ｂから出射する第１の光ＬＲＡと第２の光ＬＧＡと第３の光ＬＢＡとが開口４０Ｈに向かって前方に伝搬していく。このとき、第１の光ＬＲＡ、第２の光ＬＧＡ、及び、第３の光ＬＢＡ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。
【０１８１】
このような構成によっても、第３の態様としての第６実施形態と同様に小型化しつつ光のちらつきを抑制することができる。また、本実施形態によれば、光源５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂのそれぞれからレーザ光が前方、すなわち、開口４０Ｈに向かって出射するため、すべてのレーザ光を開口４０Ｈに向けるために合成光学系を設ける必要がない。したがって、第６実施形態に比べて、簡易な構成とすることができる。
【０１８２】
（第８実施形態）
次に、本発明の第３の態様としての第８実施形態について図１８及び図１９を参照して詳細に説明する。なお、第６実施形態と同一又は同等の構成要素については、特に説明する場合を除き、同一の参照符号を付して重複する説明は省略する。
【０１８３】
図１８は、本実施形態に係る車両用前照灯の光学系ユニット５０の一部を図１６と同様に示す図である。図１８に示すように、本実施形態における車両用前照灯の光学系ユニット５０は、第６実施形態における第１ＭＥＭＳミラー８０Ｒの代わりに第１ＭＥＭＳミラー２８０Ｒを備えた点において第６実施形態における光学系ユニット５０と異なる。このＭＥＭＳミラー２８０Ｒは、基板２８２と、可動反射面としての反射層２８１Ｒを主な構成として備える。基板２８２のうち両端部２８３以外の部分である主部２８４は、両端部２８３に比べて薄く形成されている。これにより、主部２８４は屈曲性を有する構成とされる。主部２８４の一方の面には、上述の可動反射面としての反射層２８１Ｒが形成されている。この反射層２８１Ｒは、例えば銀から形成されてもよい。また、主部２８４の内部のうち反射層２８１Ｒが位置する部分には、不図示の圧電素子が配置されている。このような構成によれば、上記圧電素子に印加される電圧を調整することで、該電圧に応じて主部２８４及び反射層２８１Ｒを屈曲させ得る。すなわち、反射層２８１Ｒの曲率が圧電素子に印加される電圧に応じて変化し得る。したがって、本実施形態によれば、図１９に示すように、反射層２８１Ｒの曲率が変化することによってレーザ光が径方向に振動し得る。すなわち、回折格子１５４Ｒから出射する第１の光ＬＲＡの光路が径方向に振動し得る。なお、ＭＥＭＳミラー８０Ｇ，８０ＢをＭＥＭＳミラー２８０Ｒと同様の構成としてもよい。
【０１８４】
（第９実施形態）
次に、本発明の第３の態様としての第９実施形態について図２０を参照して詳細に説明する。なお、第６実施形態と同一又は同等の構成要素については、特に説明する場合を除き、同一の参照符号を付して重複する説明は省略する。
【０１８５】
図２０は、本実施形態に係る車両用前照灯の光学系ユニット５０のうち第２光源５２Ｇの近傍を図１３と同様に示す図である。図２０に示すように、本実施形態における車両用前照灯の光学系ユニット５０は、第２回折格子１５４Ｇから出射したレーザ光が第２ＭＥＭＳミラー８０Ｇで反射するように構成されている点において、第６実施形態における光学系ユニット５０と異なる。より具体的には、第９実施形態における光学系ユニット５０では、第２コリメートレンズ５３Ｇの上方に第２回折格子１５４Ｇが配置され、この第２回折格子１５４Ｇの上方に第２ＭＥＭＳミラー８０Ｇが配置される。このような構成によれば、回折格子１５４Ｇを透過して所定配光パターンとされた第２の光ＬＧＡが、第２ＭＥＭＳミラー８０Ｇで反射され、前方に伝搬していく。このような構成によれば、第２ＭＥＭＳミラー８０Ｇの可動反射面８１Ｒが搖動することにより第２の光ＬＧＡの光路が振動するため、第１実施形態と同様に光のちらつきが抑制され得る。
【０１８６】
なお、図１３に示す第６実施形態と、図２０に示す第９実施形態とを比較すると、第６実施形態に係る車両用前照灯１は、レーザ光をＭＥＭＳミラー８０Ｇで反射させた後回折格子１５４Ｇに入射させるように構成されているため、第９実施形態に係る車両用前照灯に比べて、ＭＥＭＳミラー８０Ｇを光源５２Ｇに近づけることができる。そのため、第６実施形態では、第９実施形態に比べて、ＭＥＭＳミラー８０Ｇの可動反射面８１Ｇを小さくすることができる。
【０１８７】
なお、上述の第３の態様としての第６実施形態から第９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Ｌを照射するものとされたが、本発明の第３の態様としての車両用灯具は特に限定されない。例えば、第３の態様としての他の実施形態における車両用灯具は、図４（Ａ）において破線で示す領域、すなわち、ロービームＬが照射される領域よりも上方の領域に、ロービームＬよりも強度の低い光を照射するように構成されてもよい。このような低強度の光は、例えば標識認識用の光ＯＨＳとされる。この場合、それぞれの回折格子１５４Ｒ，１５４Ｇ，１５４Ｂから出射する光に標識認識用の光ＯＨＳが含まれていることが好ましい。また、他の別の実施形態における車両用灯具は、図４（Ｂ）に示すようなハイビームを照射するように構成されてもよい。また、さらに第３の態様としての別の実施形態では、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。
【０１８８】
また、上述の第３の態様としての第６実施形態から第９実施形態では、回折格子が複数の回折格子パターンからなり、ＭＥＭＳミラーが回折格子パターンの１つ以上分光の光路を振動させる例を説明したが、ＭＥＭＳミラーが回折格子パターンの１つ未満だけ光の光路を振動させる場合でも、光のちらつきが抑制され得る。あるいは、回折格子は、単一の回折格子パターンから形成されてもよい。なお、回折格子が単一の回折格子パターンから形成される場合には、所定配光パターンであるロービームＬの配光パターンを形成するために、光に照射される領域にこの単一の回折格子パターンがすべて含まることが好ましい。
【０１８９】
また、上述の第３の態様としての第６実施形態から第９実施形態では、３つの光源と、これら３つの光源に対応する３つのＭＥＭＳミラー及び３つの回折格子とを備える例を説明したが、第３の態様としての光源は少なくとも１つあればよく、これに対応して、ＭＥＭＳミラー及び回折格子がそれぞれ少なくとも１つあればよい。ただし、上述のように、３つの光源を備えることで所望の色の光を生成することが可能となる。
【０１９０】
また、上述の第３の態様としての第６実施形態から第９実施形態では、配光パターン形成素子として回折格子を用いた例を説明したが、第３の態様としての他の実施形態では、配光パターン形成素子としてＬＣＯＳを用いてもよい。
【０１９１】
また、上述の第３の態様としての第６実施形態から第９実施形態では、配光パターン形成素子が光を透過する例を示したが、配光パターン形成素子は光を反射する構成とされてもよい。
【０１９２】
また、上述の第３の態様としての第６実施形態から第９実施形態では、可動反射部材としてＭＥＭＳミラーを用いた例を説明したが、これに限定されない。例えば、第３の態様としての他の実施形態では、可動反射部材としてポリゴンレンズを用いてもよい。
【０１９３】
以上のように、本発明の第１の態様によれば、色のにじみを抑制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、光のちらつきを感じること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、小型化しつつ光のちらつきを感じることを抑制し得る車両用灯具が提供され、自動車等の車両用灯具の分野などにおいて利用可能である。
【符号の説明】
【０１９４】
１・・・車両用前照灯（車両用灯具）
１０・・・筐体
２０・・・灯具ユニット
２１・・・光源
２２・・・位相変調素子
４０・・・ケース
４１・・・基台
５０，１５０・・・光学系ユニット
５１Ｒ・・・第１発光光学系
５１Ｇ・・・第２発光光学系
５１Ｂ・・・第３発光光学系
５２Ｒ・・・第１光源
５２Ｇ・・・第２光源
５２Ｂ・・・第３光源
５３Ｒ，５３Ｇ，５３Ｂ・・・コリメートレンズ
５４Ｒ・・・第１位相変調素子
５４Ｇ・・・第２位相変調素子
５４Ｂ・・・第３位相変調素子
５５・・・合成光学系
５５ｆ・・・第１光学素子
５５ｓ・・・第２光学素子
６０・・・ミラー本体
７０・・・制御部
７２・・・入力部
８０Ｒ，２８０Ｒ・・・第１ＭＥＭＳミラー（可動反射部材）
８０Ｇ・・・第２ＭＥＭＳミラー（可動反射部材）
８０Ｂ・・・第３ＭＥＭＳミラー（可動反射部材）
８１Ｒ，８１Ｇ，８１Ｂ・・・可動反射面
２８１Ｒ・・・反射層
１５４Ｒ・・・第１回折格子（配光パターン形成素子）
１５４Ｇ・・・第２回折格子（配光パターン形成素子）
１５４Ｂ・・・第３回折格子（配光パターン形成素子）
１７０・・・回折格子パターン
ＬＲ，ＬＧ，ＬＢ・・・レーザ光
【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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【国際調査報告】
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