JP2016149305A - 車両用前照灯ユニット、車両用前照灯システム - Google Patents

Abstract

【課題】明暗光のコントラスト比が高く、照明のカットを十分に行える車両用前照灯ユニット等を提供する。【解決手段】車両用ランプユニット１００ａは、光源１ａと、平行光学系２と、平行光学系からの光を偏光方向が直交する２つの光に分離して第１面と第２面から出射させる偏光ビームスプリッター３ａと、反射鏡４と、偏光ビームスプリッターの第１面から出射する光が入射する第１領域５１と第２面から出射し反射鏡によって反射された光が入射する第２領域５２のそれぞれにおいて、入射する光の偏光方向を回転させずに反射する第１状態と偏光方向を回転させて反射する第２状態を所定区分ごとに切り替え可能な反射型液晶素子５ａと、第１領域にて反射されて再び偏光ビームスプリッターを通過した光と第２領域にて反射され反射鏡で反射されて再び偏光ビームスプリッターを通過した光を自車両の前方に投射する投射光学系６ａを含む。【選択図】図１

Description

本発明は、前方車両等の位置に対応した選択的な光照射を行うための車両用前照灯ユニット並びに当該車両用前照灯ユニットを備える車両用前照灯システムに関する。

従来から、自車両の前方に存在する対向車両や先行車両（以下、これらを「前方車両」という。）の位置に応じて自車両の前照灯ユニットからの光の照射範囲と非照射範囲を設定する車両用前照灯システムが知られている。このような車両用前照灯システムに関する先行例は、例えば特開平７−１０８８７３号公報（特許文献１）に開示されている。この種の車両用前照灯システムでは、自車両の前方の所定位置（例えばフロントウィンドウ中央上部）にカメラを設置し、そのカメラによって撮像された前方車両の車体、もしくは尾灯や前照灯の位置を画像処理によって検出する。そして、検出された前方車両の部分に自車両の前照灯ユニットによる光が照射されないようにした配光制御が行われる。

また、上記のような配光制御に適用し得る車両用前照灯の先行例として、例えば特表２００９−５３４７９０号公報（特許文献２）には、液晶素子を利用するものが開示されている。この文献に開示される車両用アダプティブ・フロントライティングシステム用ランプユニットは、光源により放出される光を受けるように構成された液晶素子を含み、該液晶素子は、該液晶素子を光が通過するときに、入射光を実質的に屈折させること無く入射光を透過するように構成される第１の状態と、入射光を屈折させるように構成される第２の状態とを有し、この液晶素子は、アダプティブ・フロントライティングシステムから受ける信号に基づいて制御される、ランプユニットである。

ところで、特許文献２に係る先行例では、液晶素子として屈折や散乱を利用したものを使用しているが、これらの液晶素子は液晶テレビジョンなどに使用される表示用液晶素子（液晶表示素子）に比べて明暗の比（コントラスト比）が低く、車両用前照灯の配光制御に利用した場合には必要な照明のカットが必ずしも十分に行えないという点で改良の余地がある。

特開平７−１０８８７３号公報 特表２００９−５３４７９０号公報

本発明に係る具体的態様は、明暗光のコントラスト比が高く、照明のカットを十分に行える車両用前照灯ユニット等を提供することを目的の１つとする。

本発明に係る一態様の車両用前照灯ユニットは、自車両の前方に対して選択的な光照射を行うための車両用前照灯ユニットであって、（ａ）光源と、（ｂ）前記光源からの光を平行光にする平行光学系と、（ｃ）第１面と第２面とを有しており、前記平行光学系から出射する光を互いの偏光方向が直交する２つの光に分離して前記第１面と前記第２面のそれぞれから出射させる偏光ビームスプリッターと、（ｄ）前記偏光ビームスプリッターの前記第２面と対向配置された反射鏡と、（ｅ）前記偏光ビームスプリッターの前記第１面から出射する光が入射する第１領域と、前記偏光ビームスプリッターの前記第２面から出射し前記反射鏡によって反射された光が入射する第２領域のそれぞれにおいて、入射する光の偏光方向を回転させずに反射する第１状態と当該偏光方向を回転させて反射する第２状態を所定区分ごとに切り替え可能な反射型液晶素子と、（ｆ）前記反射型液晶素子の前記第１領域にて反射されて再び前記偏光ビームスプリッターを通過した光と、前記反射型液晶素子の前記第２領域にて反射され前記反射鏡で反射されて再び前記偏光ビームスプリッターを通過した光を前記自車両の前方に投射する投射光学系を含む、車両用前照灯ユニットである。

本発明に係る他の態様の車両用前照灯ユニットは、自車両の前方に対して選択的な光照射を行うための車両用前照灯ユニットであって、（ａ）単波長である第１波長の光を放出する光源と、（ｂ）前記光源からの光を平行光にする平行光学系と、（ｃ）第１面と第２面とを有しており、前記平行光学系から出射する光を互いの偏光方向が直交する２つの光に分離して前記第１面と前記第２面のそれぞれから出射させる偏光ビームスプリッターと、（ｄ）前記偏光ビームスプリッターの前記第２面と対向配置された反射鏡と、（ｅ）前記偏光ビームスプリッターの前記第１面から出射する光が入射する第１領域と、前記偏光ビームスプリッターの前記第２面から出射し前記反射鏡によって反射された光が入射する第２領域のそれぞれにおいて、入射する光の偏光方向を回転させずに反射する第１状態と当該偏光方向を回転させて反射する第２状態を所定区分ごとに切り替え可能な反射型液晶素子と、（ｆ）前記反射型液晶素子の前記第１領域にて反射されて再び前記偏光ビームスプリッターを通過した光と、前記反射型液晶素子の前記第２領域にて反射されて前記反射鏡で反射されて再び前記偏光ビームスプリッターを通過した光のそれぞれにより励起されて前記第１波長とは異なる第２波長の蛍光を発する蛍光体と、（ｇ）前記蛍光体からの前記蛍光と前記蛍光体を通過した光の混色光を前記自車両の前方に投射する投射光学系を含む、車両用前照灯ユニットである。

上記何れかの態様の構成によれば、明暗光のコントラスト比が高く、照明のカットを十分に行える車両用前照灯ユニットが得られる。

上記した各態様の車両用前照灯ユニットにおいて、前記反射型液晶素子の前記第１領域と前記第２領域の各々における配光パターンが同一であり、当該同一の配光パターンが互いに重なるように前記偏光ビームスプリッターで合成されることも好ましい。

上記した各態様の車両用前照灯ユニットにおいて、前記反射型液晶素子の前記第１領域と前記第２領域の各々における配光パターンが異なっており、当該異なる配光パターンが互いに重なるように前記偏光ビームスプリッターで合成されることも好ましい。

本発明に係る一態様の車両用前照灯システムは、上記した車両用前照灯ユニットと、当該車両用前照灯ユニットの動作を制御する点灯制御装置とを備える車両用前照灯システムである。

上記構成によれば、明暗光のコントラスト比が高く、照明のカットを十分に行える車両用前照灯システムが得られる。また、偏光ビームスプリッターから出射する互いに偏光方向の異なる２つの光のいずれも照明に利用できるので光の利用効率をより高めることができる。

第一実施形態の車両用ランプユニットを説明するための模式図である。 第一実施形態の車両用ランプユニットの照射光の明暗が切り替えられる原理を説明するための図である。 配光パターンの重ね合わせを説明するための図である。 配光パターンの重ね合わせを説明するための図である。 第二実施形態の車両用ランプユニットを説明するための模式図である。 第二実施形態の車両用ランプユニットの照射光の明暗が切り替えられる原理を説明するための図である。

以下に、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

＜第一実施形態＞
図１は、第一実施形態の車両用ランプユニット（車両用前照灯ユニット）を説明するための模式図である。第一実施形態の車両用ランプユニット１００ａは、光源１ａ、平行光学系２、偏光ビームスプリッター３ａ、反射鏡４、反射型液晶素子（光制御手段）５ａ、投射光学系６ａ、およびこれらを収容するランプユニット筐体７を含んで構成されている。

車両用ランプユニット１００ａは、点灯制御装置２００からの制御を受けて、自車両の前方に存在する前方車両等の位置に応じた配光パターンを形成するものである。点灯制御装置２００は、自車両の前方を撮影するカメラ、このカメラにより得られる画像に基づいて前方車両等の位置を検出する画像処理部、画像処理部によって検出される前方車両等の位置に応じた光照射範囲を設定して車両用ランプユニット１００ａを駆動する制御部などを備える。車両用ランプユニット１００ａと点灯制御装置２００を含んで車両用前照灯システムが構成されている（他の実施形態においても同様）。

光源１ａは、白色光を放出するものであり、例えば青色光を放出する発光素子（ＬＥＤ）に黄色蛍光体を組み合わせて構成された白色光ＬＥＤである。なお、光源１ａとしてはＬＥＤのほかに、レーザー、さらには電球や放電灯など車両用ランプユニットに一般的に使用されている光源が使用可能である。

平行光学系２は、光源１ａから放出される光を平行光にするものであり、例えば凸レンズを用いることができる。この場合、凸レンズの焦点付近に光源１ａを配置することにより平行光を作り出すことができる。なお、平行光学系２としては、レンズや反射鏡、さらにはそれらを組み合わせたものが使用可能である（他の実施形態においても同様）。

偏光ビームスプリッター３ａは、平行光学系２からの出射光を互いに偏光方向の異なる２つの光であるＰ波とＳ波に分離して、図中の下側面（第１面）と右側面（第２面）のそれぞれから出射させるものである。偏光ビームスプリッター３ａとしては、例えば波長領域の広いワイヤーグリッド型の物を使用することができる。このような偏光ビームスプリッター３ａとしては、例えば、２個の直角プリズム間にワイヤーグリッド偏光子を接着固定したタイプの物（例えば、エドモンドオプティクス社製のワイヤーグリッドキューブ型偏光ビームスプリッター等）がある。

反射鏡４は、偏光ビームスプリッター３ａの右側面と対向配置されており、この右側面から出射する光を略９０度屈曲させて反射する。この反射鏡４としては、例えばガラス基板の表面に銀を蒸着した平面鏡を用いることができる。この場合、反射鏡４は、その表面が偏光ビームスプリッター３ａの右側面から出射する光の進路（光軸）に対して略４５度の角度をなすようにして配置される（他の実施形態においても同様）。

反射型液晶素子５ａは、偏光ビームスプリッター３ａの下側面から出射する光が入射する第１領域５１と、偏光ビームスプリッター３ａの右側面から出射し反射鏡４によって反射された光が入射する第２領域５２とを有しており、第１領域５１と第２領域５２のそれぞれにおいて、入射する光の偏光方向を回転させずに反射し（第１状態）、またはその偏光方向を回転させて反射する（第２状態）。反射型液晶素子５ａにおける第１状態と第２状態とは、点灯制御装置２００によって与えられる液晶層への印加電圧の大きさに応じて所定区分（画素）ごとに切り替え可能である。この反射型液晶素子５ａとしては、例えば、上下基板の間に配置された液晶層を備え、液晶層の液晶分子が上基板と下基板の間で４５度ねじれて水平配向した４５度ツイストのツイストネマティック（ＴＮ）型液晶素子を用いることができる。反射型液晶素子５ａの背面側基板の外側（または内側）にはアルミニウムを材料とした反射膜が設けられている。

ここで、反射型液晶素子５ａとしてＴＮ型液晶素子を使用するのは、液晶分子をツイスト配向させることにより広い波長帯の偏光方向を９０度回転させて反射させるためである。この反射型液晶素子５ａは、偏光ビームスプリッター３ａからの偏光を液晶層への電圧無印加時には略９０度回転させて反射し、電圧印加時には回転させずに反射することができる。この２つの状態は、点灯制御装置２００から受ける信号（液晶素子への印加電圧）に基づいて切り替えることができる。

投射光学系６ａは、反射型液晶素子５ａの第１領域５１にて反射されて再び偏光ビームスプリッター３ａを通過した光と、反射型液晶素子５ａの第２領域５２にて反射され反射鏡４で反射されて再び偏光ビームスプリッター３ａを通過した光を所定のヘッドライト用配光になるように広げて自車両の前方へ投射するものであり、適宜設計されたレンズが用いられる。なお、投射光学系６ａとしては、レンズや反射鏡、さらにはそれらを組み合わせたものが使用可能である（他の実施形態においても同様）。

図２は、第一実施形態の車両用ランプユニットの照射光の明暗が切り替えられる原理を説明するための図である。ここでは、車両用ランプユニット１００ａの構成部材のうち、偏光ビームスプリッター３ａと反射型液晶素子５ａを抜き出して示し、これらによって照射光の明暗が切り替えられる原理を説明する。

偏光ビームスプリッター３ａに入射する平行光は、非偏光であるためＰ波とＳ波の両成分を有している。この平行光は、偏光ビームスプリッター３ａの偏光分離部分であるワイヤーグリッド偏光子８ａにおいて、真っ直ぐに通過して偏光ビームスプリッター３ａの右側面から出射するＰ波と、反射により９０度角度（光の進行方向）が変化して偏光ビームスプリッター３ａの下側面から出射して反射型液晶素子５ａへ入射するＳ波に分離される。

反射型液晶素子５ａの電圧無印加時には、反射型液晶素子５ａの第１領域５１へ入射したＳ波は液晶層を往復して通過することで偏光方向が９０度回転してＰ波となって反射型液晶素子５ａから出射し、再び偏光ビームスプリッター３ａに入射する。この偏光ビームスプリッター３ａに入射したＰ波は、ワイヤーグリッド偏光子８ａにおいて真っ直ぐに通過する。このように反射型液晶素子５ａの電圧無印加時には投射光学系６ａを通して照射される光が明状態となる。

また、反射型液晶素子５ａの電圧印加時には、反射型液晶素子５ａの第１領域５１へ入射したＳ波は液晶層を往復して通過しても偏光方向が変わることなくＳ波として反射型液晶素子５ａから出射し、再び偏光ビームスプリッター３ａに入射する。この偏光ビームスプリッター３ａに入射したＳ波は、ワイヤーグリッド偏光子８ａにおいて反射により９０度角度（光の進行方向）が変わり、光源１ａ側に戻る。このように反射型液晶素子５ａの電圧印加時には投射光学系６ａを通して照射される光が暗状態となる。

一方、反射型液晶素子５ａの電圧無印加時には、反射型液晶素子５ａの第２領域５２へ入射したＰ波は液晶層を通過することで偏光方向が９０度回転してＳ波となって反射型液晶素子５ａから出射し、反射鏡４で反射後、再び偏光ビームスプリッター３ａに入射する。この偏光ビームスプリッター３ａに入射したＳ波は、ワイヤーグリッド偏光子８ａにおいて反射により９０度角度（光の進行方向）が変化し、照射光として偏光ビームスプリッター３ａから出射する。このように反射型液晶素子５ａの電圧無印加時には投射光学系６ａを通して照射される光が明状態となる。

また、反射型液晶素子５ａの電圧印加時には、反射型液晶素子５ａの第２領域５２へ入射したＰ波は液晶層を通過しても偏光方向が変わることなくＰ波として反射型液晶素子５ａから出射し、反射鏡４で反射後、再び偏光ビームスプリッター３ａに入射する。この偏光ビームスプリッター３ａに入射したＰ波は、ワイヤーグリッド偏光子８ａにおいて真っ直ぐに通過して光源１ａ側に戻る。このように反射型液晶素子５ａの電圧印加時には投射光学系６ａを通して照射される光が暗状態となる。

反射型液晶素子５ａの第１領域５１、第２領域５２のそれぞれで反射された出射光は偏光ビームスプリッター３ａにおいて足し合わされることになる。このとき、反射型液晶素子５ａの画素（所定区画）ごとに出射光の偏光方向を制御するによって所望の配光パターンが形成される。例えば、反射型液晶素子５ａの第１領域５１、第２領域５２のそれぞれにおける出射光の配光パターンを全く同じにしてそれらの配光パターンを同位置で重ね合せれば、光の利用効率が高く明暗のコントラストが高い車両用ランプユニットが実現できる。この場合の配光パターン（明暗パターン）の例を図３に示す。図３（Ａ）は反射型液晶素子５ａの第１領域５１による配光パターン例、図３（Ｂ）は反射型液晶素子５ａの第２領域５２による配光パターン例、図３（Ｃ）は合成配光パターン例を示す図である。

また、反射型液晶素子５ａの第１領域５１、第２領域５２のそれぞれにおける出射光の配光パターンを異なるものにして同位置で重ね合わせるか、あるいは配光パターンが全く同じものを用いて配光パターンの位置をずらして重ね合せれば、各配光パターンからの光が足し合わされて最も明るくなる部分と、片方のパターンから光のみで中間の明るさとなる部分と、両方の反射光パターンが届かない最も暗くなる部分の３種類の明るさを制御可能な車両用ランプユニットを実現できる。この場合の配光パターン（明暗パターン）の例を図４に示す。図４（Ａ）は反射型液晶素子５ａの第１領域５１による配光パターン例、図４（Ｂ）は反射型液晶素子５ａの第２領域５２による配光パターン例、図４（Ｃ）は合成配光パターン例を示す図である。

＜第二実施形態＞
図５は、第二実施形態の車両用ランプユニットを説明するための模式図である。第二実施形態の車両用ランプユニット１００ｂは、光源１ｂ、平行光学系２、偏光ビームスプリッター３ｂ、反射鏡４、反射型液晶素子５ｂ、投射光学系６ｂ、蛍光体９およびこれらを収容するランプユニット筐体７を含んで構成されている。この車両用ランプユニット１００ｂは、点灯制御装置２００からの制御を受けて、自車両の前方に存在する前方車両等の位置に応じた配光パターンを形成するものである。

光源１ｂは、単波長の光を放出するものであり、例えば青色光を放出する発光素子（ＬＥＤ）である。

平行光学系２は、光源１ｂから放出される単波長の光を平行光にするものであり、例えば凸レンズを用いることができる。この場合、凸レンズの焦点付近に光源１ｂを配置することにより平行光を作り出すことができる。

偏光ビームスプリッター３ｂは、平行光学系２からの出射光を互いに偏光方向の異なる２つの光であるＰ波とＳ波に分離して、図中の下側面（第１面）と右側面（第２面）のそれぞれから出射させるものである。偏光ビームスプリッター３ｂとしては、例えば光源１ｂの波長帯域に対応した誘電多層膜を用いた物を使用することができる。このような偏光ビームスプリッター３ｂとしては、例えばシグマ光機社製の偏光ビームスプリッターなどがある。

反射鏡４は、偏光ビームスプリッター３ｂの右側面と対向配置されており、この右側面から出射する光を略９０度屈曲させて反射する。

反射型液晶素子５ｂは、偏光ビームスプリッター３ｂの下側面から出射する光が入射する第１領域５３と、偏光ビームスプリッター３ｂの右側面から出射し反射鏡４によって反射された光が入射する第２領域５４とを有しており、第１領域５３と第２領域５４のそれぞれにおいて、入射する光の偏光方向を回転させずに反射し（第１状態）、またはその偏光方向を回転させて反射する（第２状態）。反射型液晶素子５ｂにおける第１状態と第２状態とは、点灯制御装置２００によって与えられる液晶層への印加電圧の大きさに応じて所定区分（画素）ごとに切り替え可能である。この反射型液晶素子５ｂとしては、例えば、上下基板とその間に挟まれた液晶層を備え、液晶層の液晶分子が上基板と下基板の間で垂直に一軸配向した液晶素子を用いることができる。反射型液晶素子５ｂの背面側基板の外側（または内側）にはアルミニウムを材料とした反射膜が設けられている。

ここで、反射型液晶素子５ｂとして垂直配向型液晶素子を使用するのは、液晶層への電圧無印加時のリターデーションがゼロであることから、入射した偏光を全く変化させることなく（偏光方向を回転させることなく）反射して出射させられるため、照明光の暗状態を最も暗くできるからである。また、液晶層への電圧印加時には、入射した偏光を９０度回転させて反射して出射させられるため、照明光の明状態を作り出すことができる。この２つの状態は、点灯制御装置２００から受ける信号（液晶素子への印加電圧）に基づいて切り替えることができる。垂直配向型である反射型液晶素子５ｂのリターデーションを４分の１波長に合わせることにより偏光を９０度回転させることができるがその値は入射光の波長により異なる、つまり波長依存性を持っている。しかし、この実施形態では光源１ｂとして単波長の光を放出する光源を用いているため波長依存性を考慮する必要はない。

蛍光体９は、偏光ビームスプリッター３ｂの上側面からの出射光が入射するように配置されており、入射した単波長の光によって励起されて生じる、この単波長の光とは異なる波長の光（蛍光）を発する。蛍光体９としては、例えば、ＹＡＧ蛍光体と散乱物質を混合して焼き固めた蛍光体プレート、あるいは透明基板に蛍光物質と塗布したものを使用することができる。反射型液晶素子５ｂから反射されて再び偏光ビームスプリッター３ｂを通過した単波長の光（青色光）の一部成分は蛍光体９を励起して黄色光を発し、残り成分の青色光はそのまま蛍光体９を出射する。このとき、黄色光は蛍光体９からの散乱光になり、青色光は散乱物質により同じく散乱光になり、それらは混色されて白色の散乱光として蛍光体９から出射される。

投射光学系６ｂは、蛍光体９を通過した散乱光を所定のヘッドライト用配光になるように広げて自車両の前方へ投射するものであり、適宜設計されたレンズが用いられる。

図６は、第二実施形態の車両用ランプユニットの照射光の明暗が切り替えられる原理を説明するための図である。ここでは、車両用ランプユニット１００ｂの構成部材のうち、偏光ビームスプリッター３ｂ、反射型液晶素子５ｂおよび蛍光体９を抜き出して示し、これらによって照射光の明暗が切り替えられる原理を説明する。

偏光ビームスプリッター３ｂに入射する平行光は、非偏光であるためＰ波とＳ波の両成分を有している。この平行光は、偏光ビームスプリッター３ｂの偏光分離部分である誘電体多層膜８ｂにおいて、真っ直ぐに通過して偏光ビームスプリッター３ｂの右側面から出射するＰ波と、反射により９０度角度（光の進行方向）が変化して偏光ビームスプリッター３ｂの下面側から出射して反射型液晶素子５ｂへ入射するＳ波に分離される。

反射型液晶素子５ｂの電圧無印加時には、反射型液晶素子５ｂの第１領域５３へ入射したＳ波は液晶層を往復して通過しても偏光方向が変わることなくＳ波として反射型液晶素子５ｂから出射し、再び偏光ビームスプリッター３ｂに入射する。この偏光ビームスプリッター３ｂに入射したＳ波は、偏光分離部分である誘電体多層膜８ｂにおいて反射により９０度角度（光の進行方向）が変わり、光源１ｂ側に戻る。このように反射型液晶素子５ｂの電圧無印加時には投射光学系６ｂを通して照射される光が暗状態となる。

また、反射型液晶素子５ｂの電圧印加時には、反射型液晶素子５ｂの第１領域５３へ入射したＳ波は液晶層を通過することで偏光方向が９０度回転してＰ波となって反射型液晶素子５ｂから出射し、再び偏光ビームスプリッター３ｂに入射する。この偏光ビームスプリッター３ｂに入射したＰ波は、誘電体多層膜８ｂにおいて真っ直ぐに通過して偏光ビームスプリッター３ｂの上側面から出射する。このように反射型液晶素子５ｂの電圧印加時には投射光学系６ｂを通して照射される光が明状態となる。

一方、反射型液晶素子５ｂの電圧無印加時には、反射型液晶素子５ｂの第２領域５４へ入射したＰ波は液晶層を往復して通過しても偏光方向が変わることなくＰ波として反射型液晶素子５ｂから出射し、反射鏡４で反射後、再び偏光ビームスプリッター３ｂに入射する。この偏光ビームスプリッター３ｂに入射したＰ波は、偏光分離部分である誘電体多層膜８ｂにおいて真っ直ぐに通過して光源１ｂ側に戻る。このように反射型液晶素子５ｂの電圧無印加時には投射光学系６ｂを通して照射される光が暗状態となる。

また、反射型液晶素子５ｂの電圧印加時には、反射型液晶素子５ｂの第２領域５４へ入射したＰ波は液晶層を通過することで偏光方向が９０度回転してＳ波となって反射型液晶素子５ｂから出射し、反射鏡４で反射後、再び偏光ビームスプリッター３ｂに入射する。この偏光ビームスプリッター３ｂに入射したＳ波は、誘電体多層膜８ｂにおいて反射により９０度角度（光の進行方向）が変わり偏光ビームスプリッター３ｂの上側面から出射する。このように反射型液晶素子５ｂの電圧印加時には投射光学系６ｂを通して照射される光が明状態となる。

反射型液晶素子５ｂの第１領域５３、第２領域５４のそれぞれで反射された出射光は偏光ビームスプリッター３ｂにおいて足し合わされることになる。このとき、反射型液晶素子５ｂの画素（所定区画）ごとに出射光の偏光方向を制御するによって所望の配光パターンが形成される。例えば、反射型液晶素子５ｂの第１領域５３、第２領域５４のそれぞれにおける出射光の配光パターンを全く同じにしてそれらの配光パターンを同位置で重ね合せれば、光の利用効率が高く明暗のコントラストが高い車両用ランプユニットが実現できる（上記した図３（Ａ）、図３（Ｂ）、図３（Ｃ）参照）。

また、反射型液晶素子５ｂの第１領域５３、第２領域５４のそれぞれにおける出射光の配光パターンを異なるものにして同位置で重ね合わせるか、あるいは配光パターンが全く同じものを用いて配光パターンの位置をずらして重ね合せれば、各配光パターンからの光が足し合わされて最も明るくなる部分と、片方のパターンから光のみで中間の明るさとなる部分と、両方の反射光パターンが届かない最も暗くなる部分の３種類の明るさを制御可能な車両用ランプユニットを実現できる（上記した図４（Ａ）、図４（Ｂ）、図４（Ｃ）参照）。

以上のような各実施形態によれば、明暗光のコントラスト比が高く、照明のカットを十分に行える車両用ランプユニット並びに車両用前照灯システムが得られる。また、偏光ビームスプリッターから出射する互いに偏光方向の異なる２つの光のいずれも照明に利用できるので光の利用効率をより高めることができる。さらに、偏光方向の異なる２つの光の制御を１つの反射型液晶素子の使用により実現できるのでコスト低減効果も得られる。

なお、本発明は上述した実施形態の内容に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々に変形して実施をすることが可能である。例えば、上記した各実施形態では反射型液晶素子の制御は電圧印加と電圧無印加というように２値の電圧しか用いていないが、印加する電圧をより細かく設定することで入射光の反射率を連続的に変化させることができる。それにより、照射領域ごとに明るさを自由に設定にした車両用ランプユニット並びに車両用前照灯システムを実現できる。また、上記した実施形態では１つの反射型液晶素子からなる光制御手段を使用して第１領域と第２領域で光制御を行っていたが、２つの反射型液晶素子からなる光制御手段を使用してその一方で第１領域に対応する光制御を行い、他方で第２領域に対応する光制御を行ってもよい。

１ａ、１ｂ：光源
２：平行光学系
３ａ、３ｂ：偏光ビームスプリッター
４：反射鏡
５ａ、５ｂ：反射型液晶素子
６ａ、６ｂ：投射光学系
７：ランプユニット筐体
８ａ：ワイヤーグリッド偏光子
８ｂ：誘電体多層膜
９:蛍光体
５１、５３：第１領域
５２、５４：第２領域
１００ａ、１００ｂ：車両用ランプユニット
２００：点灯制御装置

Claims (5)

1. 自車両の前方に対して選択的な光照射を行うための車両用前照灯ユニットであって、
   光源と、
   前記光源からの光を平行光にする平行光学系と、
   第１面と第２面とを有しており、前記平行光学系から出射する光を互いの偏光方向が直交する２つの光に分離して前記第１面と前記第２面のそれぞれから出射させる偏光ビームスプリッターと、
   前記偏光ビームスプリッターの前記第２面と対向配置された反射鏡と、
   前記偏光ビームスプリッターの前記第１面から出射する光が入射する第１領域と、前記偏光ビームスプリッターの前記第２面から出射し前記反射鏡によって反射された光が入射する第２領域のそれぞれにおいて、入射する光の偏光方向を回転させずに反射する第１状態と当該偏光方向を回転させて反射する第２状態を所定区分ごとに切り替え可能な反射型液晶素子と、
   前記反射型液晶素子の前記第１領域にて反射されて再び前記偏光ビームスプリッターを通過した光と、前記反射型液晶素子の前記第２領域にて反射され前記反射鏡で反射されて再び前記偏光ビームスプリッターを通過した光を前記自車両の前方に投射する投射光学系と、
   を含む、車両用前照灯ユニット。
2. 自車両の前方に対して選択的な光照射を行うための車両用前照灯ユニットであって、
   単波長である第１波長の光を放出する光源と、
   前記光源からの光を平行光にする平行光学系と、
   第１面と第２面とを有しており、前記平行光学系から出射する光を互いの偏光方向が直交する２つの光に分離して前記第１面と前記第２面のそれぞれから出射させる偏光ビームスプリッターと、
   前記偏光ビームスプリッターの前記第２面と対向配置された反射鏡と、
   前記偏光ビームスプリッターの前記第１面から出射する光が入射する第１領域と、前記偏光ビームスプリッターの前記第２面から出射し前記反射鏡によって反射された光が入射する第２領域のそれぞれにおいて、入射する光の偏光方向を回転させずに反射する第１状態と当該偏光方向を回転させて反射する第２状態を所定区分ごとに切り替え可能な反射型液晶素子と、
   前記反射型液晶素子の前記第１領域にて反射されて再び前記偏光ビームスプリッターを通過した光と、前記反射型液晶素子の前記第２領域にて反射されて前記反射鏡で反射されて再び前記偏光ビームスプリッターを通過した光のそれぞれにより励起されて前記第１波長とは異なる第２波長の蛍光を発する蛍光体と、
   前記蛍光体からの前記蛍光と前記蛍光体を通過した光の混色光を前記自車両の前方に投射する投射光学系と、
   を含む、車両用前照灯ユニット。
3. 前記反射型液晶素子の前記第１領域と前記第２領域の各々における配光パターンが同一であり、当該同一の配光パターンが互いに重なるように前記偏光ビームスプリッターで合成される、
   請求項１又は２に記載の車両用前照灯ユニット。
4. 前記反射型液晶素子の前記第１領域と前記第２領域の各々における配光パターンが異なっており、当該異なる配光パターンが互いに重なるように前記偏光ビームスプリッターで合成される、
   請求項１又は２に記載の車両用前照灯ユニット。
5. 請求項１〜４の何れかに記載の車両用前照灯ユニットと、当該車両用前照灯ユニットの動作を制御する点灯制御装置とを備える車両用前照灯システム。

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