JP6331797B2 - 車載用光源装置 - Google Patents

Description

本発明は、車載用光源装置に関し、より詳細には各色のレーザ光を射出する光源部を備えた車載用光源装置に関する。

従来、車載用の光源装置、特にヘッドランプとして、レーザ素子から射出されるレーザ光を利用する技術が知られている（下記特許文献１−３参照）。

特許文献１及び２には、いずれもレーザ光を蛍光の励起光として利用する技術が開示されている。すなわち、これらの技術は、蛍光体にレーザ素子から射出されたレーザ光を照射することで当該蛍光体を励起させ、得られた蛍光を前照灯として活用するというものである。

これに対し、特許文献３には、赤色、緑色及び青色の各色光を射出するレーザ素子を有し、各レーザ素子から射出された各色のレーザ光を合成して白色レーザ光を生成し、この白色レーザ光を前照灯として活用するという技術が開示されている。

特開２０１２−２０４０７２号公報 特開２０１３−１３１３３４号公報 特開２０１３−１２５６９３号公報

車載用光源装置として利用される場合、当該光源装置から射出される光の配光は、規格によって一定の基準が定められている。図１０は、配光規格の一例を模式的に示す図面であり、欧州ＥＣＥ（Economic Commission for Europe）規格の非対称すれ違いビーム（Ｒ１１２）に対応する図面である。図１０は、光源装置から所定の距離だけ離れた位置に配置した投影面に対応しており、この図１０のうち、ZONE IIIと書かれた領域には、光の照射（投影）が禁じられている。これは、例えば対向車の運転手が眩しく感じるなどの安全上の理由によるものである。

図１１は、この図１０の図面を簡素化して更に模式的に描いた図面である。図１１において、領域７１は光が照射されるべき領域であり、その外側は光の照射が禁止されている領域である。図１１において、中心点７０は光源装置から光が投影される際の投射光学系の光軸の位置に対応する。また、領域７１が左右非対称、より詳細には中心点７０から右側の方が上方への光の拡がりを有しているのは、図１１の配光パターンが、左側に運転席がある車両に搭載される光源装置から照射される光を想定しているためである。

特許文献１及び２では、レーザ光はあくまで励起光として利用するのが主目的であって、実際の照明光として利用されるのは蛍光である。このため、例えば蛍光物質が充填されている部材の形状を上記配光規格に準じた形状にすることで、所定の配光を満たす照明光が実現できる。

これに対し、特許文献３のように、レーザ光そのものを照明光として利用する場合、レーザ光は直進性が高い光であるため、そのままの状態では上記配光規格を満たす照明光が実現できない。このため、特許文献３では、回動可能な反射鏡を用いて光の進行方向を制御することによって所定の配光を満たす照明光を実現している。

ところで、各色のレーザ素子を利用する場合、波長に応じてレーザ素子の材料や光出力が異なるため、色毎にレーザ素子の寸法、エミッタの数及び配置パターンを同一にすることが極めて困難である。つまり、赤色レーザ光を射出するレーザ素子、緑色レーザ光を射出するレーザ素子、及び青色レーザ光を射出するレーザ素子をそれぞれ入手し、車載用光源装置の光源として利用する場合、色毎に素子の大きさや出力が異なるため、所望の白色光を実現させるためには、色毎に準備しなければならない素子やエミッタの数及びエミッタの配置パターンが異なるのが通常である。

この結果、異なる素子で形成された各色のレーザ光を合成して白色光を生成した場合、合成光学系に入射される光の角度、すなわち角度分布が色毎に異なってしまう。これにより、合成光学系から射出された光において、ある角度においては青色成分の光が強く現れたり、別のある角度においては赤色成分の光が強く現れたりするということが生じ、結果として色ムラを有する光が照明光として得られるという問題が生じてしまう。

本発明は上記の課題に鑑み、各色のレーザ光を合成して生成された白色光を照明光として利用する場合において、色ムラを緩和した白色光を生成することのできる車載用光源装置を実現することを目的とする。

本発明の車載用光源装置は、
赤色レーザ光を射出する光源、緑色レーザ光を射出する光源、及び青色レーザ光を射出する光源を含む光源部と、
前記赤色レーザ光、前記緑色レーザ光、及び前記青色レーザ光を合成する合成光学系と、
前記合成光学系から射出された光の拡散角度を所定の角度に調整する光拡散素子と、
前記光拡散素子から射出された光を遠方に投射する投射光学系と、
前記光拡散素子と前記投射光学系の間に配置された、前記投射光学系に入射される光の配光を制御する配光制御部とを有することを特徴とする。

上記構成によれば、合成光学系で合成された各色のレーザ光は、光拡散素子によって拡散角度が所定の角度に調整されるため、色毎の角度分布が均一化、又はほぼ均一化される。このため、この光拡散素子からの射出光を投射光学系によって投射することで、色ムラが解消又は緩和された白色光を対象物に照射することができる。

前記合成光学系としては、光ファイバーを用いることができる。

前記光拡散素子としては、表面に凹凸を有してなる光拡散面を含むホログラフィック拡散板を用いることができる。この場合、前記ホログラフィック拡散板の面のうち、少なくとも前記合成光学系の射出端に近い側の面を前記光拡散面で構成するのが好ましい。

仮に、ホログラフィック拡散板の面のうちの、合成光学系の射出端に近い側に位置する面を光拡散面とせず、その反対側の面を光拡散面とした場合、合成光学系の射出端から射出されてホログラフィック拡散板に入射された光は、ホログラフィック拡散板内を進行した後に光拡散面に到達する。合成光学系の射出端から射出された光は、レーザ光であるため直進性が高いものの、ある程度の発散角を有して進行する。従って、光拡散面に入射されるまでの間に、光は拡がりながらホログラフィック拡散板内を進行することになる。この結果、合成光学系の射出端に近い側に位置するホログラフィック拡散板の面を光拡散面として構成した場合と比べて、光拡散面に入射される時点における光の入射領域の面積が拡大する。この結果、光拡散面を通過した光を、後段の投射光学系を用いて光照射面に高効率で導くためには、後段の光学系を大きくしなければならなくなる。

これに対し、合成光学系の射出端に近い側に位置するホログラフィック拡散板の面を光拡散面として構成した場合、光拡散面に照射されるレーザ光の照射領域を狭くすることができる。光拡散面を、合成光学系の射出端に近い側に配置した場合と、合成光学系の射出端から遠い側に配置した場合とで、この光拡散面を通過する光の発散角度に違いはない。このため、光拡散面への入射領域の大きさが、後段の投射光学系の大きさに影響する。よって、上記構成とすることで、ホログラフィック拡散板の後段に位置する投射光学系を小型化することができる。

前記配光制御部は、入射された光を遮光する遮光部材を有する構成とすることができる。この遮光部材は、光が照射されると遮光部材自体で光を吸収してその後段に光を透過させない構成とすることができる。一例としては、金属部材（例えば、アルミダイカスト合金）や樹脂部材（例えば、着色されたポリカーボネート樹脂）などで構成することができる。

このとき、遮光部材を車載用照明の配光規格に応じた形状とするのが好ましい。すなわち、光拡散素子から射出された光のうち、遮光部材によって一部の光を遮ることによって、配光規格によって光の投影が禁止されている領域（以下、適宜「禁止領域」と呼ぶ。）に光を向かわなくすることができる。

前記配光制御部は、前記遮光部材と前記光拡散素子の間に配置された反射鏡を有する構成とすることができる。このとき、前記反射鏡の反射面の少なくとも一部が前記投射光学系の光軸に平行になるように前記反射鏡を配置するのが好ましい。なお、ここでいう平行とは完全に平行である場合に限定されるものではなく、ほぼ平行であるものも含む概念である。

上述したように、遮光部材は、禁止領域に光を向かわせないように、光拡散素子から射出された光のうちの一部の光を遮る機能を果たす。具体的には、遮光部材の面（遮光面）は、光拡散素子から射出された光の光路に対して非平行となるように配置され、好ましくは投射光学系の光軸に対して直交するように配置される。このとき、光拡散素子から射出されて遮光面に入射された光は、そのまま遮光部材にて吸収され、投射光学系から投射される光として利用されることはない。

これに対し、上記構成のように、遮光部材と光拡散素子の間に、反射面が投射光学系の光軸に平行になるように構成された反射鏡を配置することで、反射鏡及び遮光部材が存在しない場合には禁止領域に向かうはずの光の少なくとも一部を、遮光部材の面に入射される前に反射鏡の反射面に入射させることができる。この光は遮光部材から離れる方向に反射されて投射光学系へと向かう。この光は禁止領域には向かわないため、そのまま投射光学系を介して対象物への照射光として利用することができる。つまり、光の利用効率を向上させることができる。

上記構成において、前記合成光学系の射出端面と前記反射鏡の反射面とが前記投射光学系の光軸を挟んで配置されているのが好ましい。このとき、光の利用効率を向上させる効果を更に高めることができる。

上記構成において、前記遮光部材を前記投射光学系の焦点位置に配置しても構わない。これにより、遮光部材を含む配光制御部によって形成された照度分布を、投射光学系の（無限）遠方に形成することができ、所望の配光を示す照明光が実現できる。

また、上記構成において、前記合成光学系の射出端が前記投射光学系の焦点位置よりも前記投射光学系に近い位置に配置されているものとしても構わない。これにより合成光学系の射出端から投射光学系までの距離が接近し、投射光学系の光軸方向に関する全体の光学系の長さを短くすることができるため、装置の小型化が実現される。

本発明の車載用照明装置によれば、各色のレーザ光を合成して生成された白色光を照明光として利用する場合において、色ムラを緩和した白色光を前照灯の照明光として利用することができる。

車載用光源装置の第一実施形態の光学系の構成を模式的に示す図面である。 合成光学系の射出端から射出された直後における光の色毎の角度分布と、光拡散素子から射出された直後における光の色毎の角度分布を対比したグラフである。 遮光部材をＺ軸方向に見たときの構成を模式的に示す図面である。 投射光学系と遮光部材の位置関係の一例を模式的に示す図面である。 光拡散素子の光拡散面と合成光学系の射出端の位置関係の一例を模式的に示す図面である。 車載用光源装置の第二実施形態の光学系の構成を模式的に示す図面である。 反射鏡をＺ軸方向及びＹ軸方向に見たときの構成を模式的に示す図面である。 車載用光源装置の第二実施形態の光学系の別の構成を模式的に示す図面である。 車載用光源装置の第三実施形態の光学系の構成を模式的に示す図面である。 配光規格の一例を示す図面である。 図１０の配光規格を簡素化して更に模式的に示した図面である。

本発明の車載用光源装置の実施形態につき、図面を参照して説明する。なお、各図において図面の寸法比と実際の寸法比は必ずしも一致しない。

［第一実施形態］
図１は、車載用光源装置の第一実施形態の光学系の構成を模式的に示す図面である。車載用光源装置１は、前照灯用の光（照明光）として前方に投射するための投射光学系４を備える。投射光学系４としては平凸レンズやシリンドリカルレンズを利用することができ、複数のレンズを組み合わせて実現しても構わない。

図１において、投射光学系４の光軸８に平行な方向をＺ軸とし、Ｚ軸に直交する２軸をＸ軸とＹ軸とする。ここで、ＸＺ平面を水平面とし、Ｙ軸を鉛直方向に平行な軸とする。すなわち、Ｚ軸は光の照明方向であって、車載用光源装置１が車両に搭載された場合における前方に対応し、Ｙ軸方向は車両に対して上下方向に対応し、Ｘ軸方向は車両に対して左右方向に対応する。

車載用光源装置１は、赤色レーザ光を射出する光源５Ｒ、緑色レーザ光を射出する光源５Ｇ、及び青色レーザ光を射出する光源５Ｂを含む光源部５を備える。各光源５Ｒ、５Ｇ及び５Ｂは、例えば半導体レーザ素子で構成されており、それぞれの素子が備えるエミッタの数や配置パターンは相互に異なっていても構わない。また、各光源５Ｒ、５Ｇ及び５Ｂが備える素子の寸法についても、相互に異なっていても構わない。

車載用光源装置１は、色毎に集光光学系（６Ｒ，６Ｇ，６Ｂ）及び導光光学系（７Ｒ，７Ｇ，７Ｂ）を備える。光源５Ｒから射出された赤色レーザ光は、集光光学系６Ｒで集光されて導光光学系７Ｒへと入射される。光源５Ｇから射出された緑色レーザ光は、集光光学系６Ｇで集光されて導光光学系７Ｇへと入射される。光源５Ｂから射出された青色レーザ光は、集光光学系６Ｂで集光されて導光光学系７Ｂへと入射される。集光光学系（６Ｒ，６Ｇ，６Ｂ）は例えば平凸レンズや両凸レンズで構成され、導光光学系（７Ｒ，７Ｇ，７Ｂ）は例えば光ファイバーで構成される。集光光学系（６Ｒ，６Ｇ，６Ｂ）は、複数のレンズで構成されていても構わない。

車載用光源装置１は、導光光学系（７Ｒ，７Ｇ，７Ｂ）を通じて伝搬されたＲ，Ｇ，Ｂ各色の光を合成して白色光を生成する合成光学系２を備える。合成光学系２は例えば光ファイバーで構成されるが、フライアイレンズやロッドインテグレータ、ダイクロイックミラー等で構成することも可能である。

上述したように、各光源５Ｒ、５Ｇ、及び５Ｂは、エミッタの数や配置パターン等が相互に異なっている可能性があり、この場合、色毎に集光光学系（６Ｒ，６Ｇ，６Ｂ）に入射されるときの発散角度や角度毎の強度に違いが生じる。従って、合成光学系２に入射されたときの光の角度分布が色毎に異なり、合成光学系２の射出端２ａにおける光の角度分布も色毎に異なる。

車載用光源装置１は、合成光学系２の射出端２ａから射出された光の拡散角度を所定の角度に調整する光拡散素子３を備える。光拡散素子３は、例えばホログラフィック拡散板で構成される。ホログラフィック拡散板は、表面に凹凸が形成された光拡散面を有しており、この凹凸のパターンによって光の拡散角度を所定の角度（例えば１０°等）に設定することができる。合成光学系２の射出端２ａから射出された光は、光拡散素子３に入射されることで拡散角度が設定された角度になるため、色毎に異なっていた角度分布が均一化、又はほぼ均一化される。

図２は、色毎の角度分布を示すグラフであり、（ａ）が合成光学系２の射出端２ａから射出された直後における角度分布を示し、（ｂ）が光拡散素子３から射出された直後における角度分布を示している。図２によれば、合成光学系２の射出端２ａから射出された直後においては角度分布に関して色毎に大きな差異を有していた光が、光拡散素子３を通過することで、角度分布に大きな差異がなくなっていることが示されている。

車載用光源装置１は、前照灯用の照明光として投射する際の配光を作り出すための配光制御部１０を備える。本実施形態においては、配光制御部１０として遮光部材１１を備えている。図１では、遮光部材１１をＸ軸方向に見たときの構成を模式的に示している。図３は、遮光部材１１をＺ軸方向に見たときの構成を模式的に示す図面である。

遮光部材１１は合成光学系２の射出端２ａから射出されたレーザ光（より詳細には更に光拡散素子３を通過したレーザ光）が入射されると、入射面において当該レーザ光を吸収してそれより前方には光を進ませない。このため、遮光部材１１としてはレーザ光を吸収する材料で構成されることが好ましく、例えばアルミダイカスト合金などの金属材料や着色されたポリカーボネート樹脂などの樹脂材料などで構成することができる。なお、遮光部材１１を場所に応じて透過率の異なるフィルタで構成しても構わない。この場合、フィルタの形状自体はＺ軸方向に矩形状とし、光を遮蔽する領域、すなわち透過率が極めて低い領域の形状のみを図３のような形状としても構わない。

図３に示す遮光部材１１は、左右に非対称な構造となっている。これは、図１０及び図１１を参照して説明したように、自動車の前照灯として要求される配光が左右非対称であることに由来する。つまり、遮光部材１１は、例えば自動車の配光規格などによって要求される形状に基づく形状とすることができる。

図１において、遮光部材１１は投射光学系４の光軸８よりも下方に配置されている。これは、図１０及び図１１を参照して説明したように、中心点よりも上方側において光の照射が禁止された配光規格に準じる必要がある場合を想定している。すなわち、光拡散素子３から射出され上方へと進行した光は、遮光部材１１によって遮られることなく投射光学系４へと入射される。そして投射光学系４で屈折され下方へと光は進行する。なお、本明細書において、光の進行方向に関して「上方」とは、光の進行方向が「＋Ｚ方向」且つ「＋Ｙ方向」であることを意味しており、「下方」とは、光の進行方向が「＋Ｚ方向」且つ「−Ｙ方向」であることを意味している。

ここで、遮光部材１１が存在しない場合を想定する。このとき、光拡散素子３から射出され下方へと進行した光も投射光学系４へと入射される。この光は、投射光学系４で屈折されると上方へと光は進行する。図１１を参照して上述したように、中心点７０より上側（＋Ｚ方向）には光を進行させたくないが、このような光は中心点７０より上側に進む可能性がある。そこで、この光を排除するために投射光学系４の光軸８よりも下側（−Ｚ方向）の位置において遮光部材１１を設けている。

なお、図４に示すように、投射光学系４の焦点４ｆの位置に遮光部材１１を配置するものとしても構わない。このような構成としたことで、遮光部材１１の位置における像を無限遠方に投影することができる。図１０及び図１１を参照して説明した配光パターンの要請は、光源装置から２５ｍ程度前方の位置における照度分布に基づくものであり、これは幾何光学においては無限遠方の位置における照度分布に対応する。

投射光学系４は、配光制御部１０で成形された照度分布を所定距離（例えば２５ｍ）だけ前方に投影する。本実施形態では、配光制御部１０が遮光部材１１によって構成されており、この遮光部材１１が投射光学系４の焦点４ｆの位置に配置されることで、遮光部材１１の位置において形成されている照度分布が、投射光学系４によって前記の前方の位置に投影されることになる。つまり、遮光部材１１の位置において配光規格を満たすために必要な照度分布が実現されていれば、その照度分布をそのまま前方に投影することができる。例えば、図１０に示す配光規格において、Zone IIIの領域とZone IIの領域の境界では明暗がくっきりと分かれることが要求される。焦点４ｆの位置に遮光部材１１を配置することで、遮光部材１１によって遮光される領域と遮光されない領域との間の明暗が、当該焦点４ｆの位置でくっきりと分けられるため、配光規格を確実に満たす照度分布が実現できる。

よって、遮光部材１１を、配光規格の要請に基づく形状とした上で、図４に示すように投射光学系４の焦点の位置に配置することで、車載用の照明としての配光規格を確実に満たす光源装置が実現できる。後述する第二実施形態においても同様である。

また、光拡散素子３に関して、光拡散素子３の光拡散面を合成光学系２の射出端２ａに近い側の面に配置するのが好ましい。後述する第二実施形態及び第三実施形態においても同様である。この点につき、図面を参照して説明する。

図５は、光拡散素子３の光拡散面３ａと合成光学系２の射出端２ａの位置関係の一例を模式的に示す図面である。

図５（ｂ）に示すように、合成光学系２の射出端２ａから遠い位置における光拡散素子３の面を光拡散面３ａとした場合、射出端２ａから射出されて光拡散素子３に入射された光は、光拡散素子３内を進行した後に光拡散面３ａに到達する。このとき、図５（ａ）に示すように、合成光学系２の射出端２ａに近い位置における光拡散素子３の面を光拡散面３ａとした場合に比べて、光拡散面３ａに入射される際の光の入射面積は大きくなる（Ｓ１＜Ｓ２）。これは、射出端２ａから射出されたレーザ光についても、一定の発散角度を有して進行するためである。

つまり、図５（ａ）の構成の場合、図５（ｂ）の構成の場合に比べて光拡散素子３の光拡散面３ａでの照射面積、すなわち光の射出面積を抑制することができる。遮光部材１１で遮られない光をできる限り照明光として活用することを鑑みれば、光拡散面３ａにおいて光の射出面積が大きくなることは投射光学系４を大きくしなければならないことを意味する。従って、図５（ａ）のように、光拡散素子３の光拡散面３ａを合成光学系２の射出端２ａに近い側の面に配置することで、投射光学系４の大きさを小さくすることができ、車載用光源装置１全体の小型化に寄与する。なお、光拡散素子３が、合成光学系２の射出端２ａに近い側の面と遠い側の面の双方に光拡散面３ａを備えていても構わない。

なお、光拡散素子３として、上述の例ではホログラフィック拡散板を採用した。これは、ホログラフィック拡散板によれば、光拡散面の表面パターン（ホログラムパターン）を制御することで、光の拡散角度を所定の角度に設定することができるためである。仮に、一般的な摺りガラスを用いた場合であっても、入射した光を拡散させる機能は果たすことができる。しかし、摺りガラスの場合、拡散角度に制限を課すことができないため、拡散角度が大きくなりすぎる結果、配光規格を満たす光を実現させるためには、遮光部材１１（配光制御部１０）によって、多くの光を遮光することが余儀なくされ、光の利用効率が低下するおそれが高い。このような観点から、光拡散素子３としては、拡散角度を設定することのできる素子を用いることが好ましく、ホログラフィック拡散板はかかる素子の好ましい一例である。

［第二実施形態］
図６は、車載用光源装置の第二実施形態の光学系の構成を模式的に示す図面である。なお、以下の実施形態では、第一実施形態と異なる箇所のみを説明する。

第二実施形態の車載用光源装置１は、配光制御部１０として、遮光部材１１に加えて反射鏡１２を備えている。図６では、反射鏡１２をＸ軸方向に見たときの構成を模式的に示している。図７は、反射鏡１２をＺ軸方向及びＹ軸方向に見たときの構成を模式的に示す図面である。図７において、（ａ）は反射鏡１２をＺ軸方向に見たときの模式図であり、（ｂ）は反射鏡１２をＹ軸方向にみたときの模式図である。

反射鏡１２は、遮光部材１１の上面の外縁の形状に沿うように、ＸＺ平面に平行な平面を含む反射面を有して構成される。なお、これは遮光部材１１が金属材料で構成される場合を想定しており、例えば上述したように場所に応じて透過率の異なるフィルタで構成される場合には、反射鏡１２は、透過率の低い領域の形状に沿うように、ＸＺ平面に平行な平面を含む反射面を有する構成とすることができる。

反射鏡１２は、遮光部材１１よりも光拡散素子３に近い位置に配置される。

第一実施形態において上述したように、遮光部材１１は、光拡散素子３から射出されて下方へと進行した光のうちの一部を投射光学系４へ入射させないようにする機能を有する。しかし、この構成では、遮光部材１１に入射された光はそのまま遮光部材１１において吸収されてしまい、照明光として利用されることはない。

本実施形態では、光拡散素子３から射出されて下方へと進行した光のうち、遮光部材１１及び反射鏡１２が存在しなければ、配光規格上の禁止領域に光が進行してしまう光の少なくとも一部を、遮光部材１１に入射する前段階で反射鏡１２において反射させる。これにより、当該光は反射鏡１２において反射して投射光学系４に向けて上方へと進行する光へと変化する。この光は、投射光学系４で屈折されて下方へと進行するため、配光規格上において照射が許可されている領域を照明する光として利用できる。つまり、第一実施形態と比較して、光の利用効率が高まる。

配光規格では、光の照射が許可されている領域においても、所定の照度を満たすことが要求されることが一般的である。第一実施形態の構成によれば、合成光学系２の射出端２ａから下向きに射出された光の少なくとも一部は、照明光として利用することができない。このため、上記所定の照度を実現させるために、光源部５において光出力を高める必要がある。

これに対し、本実施形態によれば、第一実施形態の構成において利用されなかった光の少なくとも一部を、照明光として利用することができるため、第一実施形態の構成よりも光源部５における光出力を低下させることができ、省電力、省エネルギーの車載用照明装置が実現される。

なお、本実施形態では、図６及び図７を参照して上述したように、反射鏡１２が、遮光部材１１の上面の外縁の形状に沿うような形状を有しているものとして説明した。しかし、反射鏡１２は、あくまで反射鏡１２がなければ遮光部材１１に入射していたであろう光を、遮光部材１１に入射される前に反射させて光の進行方向を変化させて、当該光を照明光として有効利用することを目的としたものである。このため、遮光部材１１に入射される前段階で反射させることで光の進行方向を変化させて、投射光学系４から照射領域７１（図１１参照）に向かって照射する光として利用できるのであれば、反射鏡１２は上記の形状に限定されるものではない。

また、本実施形態において、図８に示すように、合成光学系２の射出端２ａと反射鏡１２の反射面を投射光学系４の光軸８を挟む位置関係に配置するものとしても構わない。すなわち、図８の構成では、合成光学系２の射出端２ａは、投射光学系の光軸８よりも上方に位置しており、反射鏡１２の反射面は、投射光学系の光軸８よりも下方に位置している。このような構成とすることで、合成光学系２の射出端２ａから下向きに射出された光のうち、反射鏡１２で反射させることのできる光の割合が高められるため、光の利用効率を更に向上させることができる。

［第三実施形態］
図９は、車載用光源装置の第三実施形態の光学系の構成を模式的に示す図面である。なお、以下の実施形態では、第一実施形態及び第二実施形態と異なる箇所のみを説明する。

本実施形態では、第一実施形態及び第二実施形態と比較して、合成光学系２の射出端２ａが、投射光学系４の焦点４ｆよりも投射光学系４に近い位置に配置されている点が異なる。また、配光制御部１０（ここでは遮光部材１１及び反射鏡１２）は投射光学系４の光軸８よりも上方に配置されている。

このような構成とした場合、合成光学系２の射出端２ａが投射光学系４の焦点４ｆよりも投射光学系４に近い位置に配置されているため、射出端２ａから下向きに射出されて、光拡散素子３を通過した光は、投射光学系４に入射されて屈折された後も、下向きに進行する。この光は、配光規格においては照射が許可されている領域を照明するため、配光制御部１０によって光の進行を遮る又は進行方向を変更する必要がない。

一方、合成光学系２の射出端２ａから上向きに射出されて、光拡散素子３を通過した光は、仮に配光制御部１０が存在していなければ投射光学系４に入射されて屈折された後も引き続き上向きに進行する。この光は、配光規格においては照射が禁止されている領域を照明する可能性がある。このため、投射光学系４の光軸８の上側に配光制御部１０を設けることで、かかる光の進行を遮るか又は進行方向を下向きに変化させている。

このような構成によれば、第一実施形態及び第二実施形態の構成と比較して、投射光学系４の光軸８の方向（Ｚ軸方向）に関して、光学系を接近させることができる。これにより、車載用光源装置１の小型化が実現できる。ただし、配光制御部１０として遮光部材１１を備える場合において、投射光学系４において遮光部材１１の箇所における像を正しく投射できないため、配光規格上における禁止領域に光を照射させないようにするためには、遮光部材１１によって遮光すべき領域の面積を大きくする必要が生じ、この結果、第二実施形態と比べて光の利用効率が低下する可能性がある。

なお、本実施形態の構成として、図９では配光制御部１０として遮光部材１１と反射鏡１２を備える場合を例示して説明したが、第一実施形態と同様に反射鏡１２を備えない構成とすることも可能である。

１ ： 車載用光源装置
２ ： 合成光学系
２ａ ： 合成光学系の射出端
３ ： 光拡散素子
３ａ ： 光拡散素子の拡散面
４ ： 投射光学系
４ｆ ： 投射光学系の焦点
５ ： 光源部
５Ｂ ： 青色レーザ光源
５Ｇ ： 緑色レーザ光源
５Ｒ ： 赤色レーザ光源
６Ｂ，６Ｇ，６Ｒ ： 集光光学系
７Ｂ，７Ｇ，７Ｒ ： 導光光学系
８ ： 投射光学系の光軸
１０ ： 配光制御部
１１ ： 遮光部材
１２ ： 反射鏡
７０ ： 中心点
７１ ： 光が照射されるべき領域

Claims (6)

1. 赤色レーザ光を射出する光源、緑色レーザ光を射出する光源、及び青色レーザ光を射出する光源を含む光源部と、
   前記赤色レーザ光、前記緑色レーザ光、及び前記青色レーザ光を合成する合成光学系と、
   前記合成光学系から射出された非平行光の拡散角度を所定の角度に調整する光拡散素子と、
   前記光拡散素子から射出された非平行光を遠方に投射する投射光学系と、
   前記光拡散素子と前記投射光学系の間に配置された、前記投射光学系に入射される光の配光を制御する配光制御部とを有し、
   前記配光制御部は、入射された光を遮光する遮光部材を有し、
   前記光拡散素子から射出された光のうち、前記遮光部材に照射された光は前記投射光学系に入射されない構成であり、
   前記配光制御部は、前記遮光部材と前記光拡散素子の間に配置された反射鏡を有し、
   前記反射鏡の反射面の少なくとも一部が前記投射光学系の光軸に平行であることを特徴とする車載用光源装置。
2. 前記光拡散素子は、表面に凹凸を有してなる光拡散面を含むホログラフィック拡散板で構成され、
   前記ホログラフィック拡散板の面のうち、少なくとも前記合成光学系の射出端に近い側の面が前記光拡散面で構成されていることを特徴とする請求項１に記載の車載用光源装置。
3. 前記遮光部材は、車載用照明の配光規格に応じた形状を有していることを特徴とする請求項２に記載の車載用光源装置。
4. 前記合成光学系の射出端面と前記反射鏡の反射面とが前記投射光学系の光軸を挟んで配置されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の車載用光源装置。
5. 前記遮光部材が前記投射光学系の焦点位置に配置されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の車載用光源装置。
6. 前記合成光学系の射出端が前記投射光学系の焦点位置よりも前記投射光学系に近い位置に配置されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の車載用光源装置。

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