JP7044588B2 - 車両用灯具 - Google Patents

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Description

本発明は、車両用灯具に関する。
例えば、車両用前照灯（ヘッドランプ）などの車両用灯具は、光源と、光源から出射された光を車両進行方向に向けて反射するリフレクタと、リフレクタにより反射された光の一部を遮光（カット）するシェードと、シェードにより一部がカットされた光を車両進行方向に向けて投影する投影レンズとを備えている。
このような車両用灯具では、すれ違い用ビーム（ロービーム）として、シェードの前端によって規定される光源像を投影レンズにより反転投影することで、上端にカットオフラインを含むロービーム用配光パターンを形成している。
また、車両用灯具では、車両進行方向に向けて光を出射する別の光源をシェードの下方に配置し、走行用ビーム（ハイビーム）として、この光源が出射する光を投影レンズにより投影することで、ロービーム用配光パターンの上方にハイビーム用配光パターンを形成している。
さらに、最近では、ハイビーム用配光パターンの配光を可変に制御する配光可変ヘッドランプ（ＡＤＢ：Adaptive Driving Beam）の開発も進められている。ＡＤＢは、車載カメラで前走車や対向車、歩行者などを認識し、前方のドライバーや歩行者に眩しさを与える光を遮光することによって、夜間におけるドライバーの前方視界を拡大する技術である。
ところで、上述したロービーム用配光パターンを形成する光源ユニットと、ハイビーム用配光パターンを形成する光源ユニットとは、それぞれ光の出射方向が異なるため、互いに別体に構成されている。
そこで、部品点数の省略化及び組立工程の簡素化によるコストの削減を図るため、これらの光源ユニットを一体化（モジュール化）した車両用灯具の開発が進められている（例えば、下記特許文献１を参照。）。
例えば、下記特許文献１には、光源（２０）と、前記光源（２０）から来る光を互いに異なるように偏光された２つの部分光路（Ｓ１、Ｓ２）に分割する、前記光源（２０）の光路内に設けられた偏光ビームスプリッタ（３０）と、第１部分光路（Ｓ１）内に設けられた第１液晶マスク（４０）、第１偏光フィルタ（５０）および第１レンズ（６０）と、 第２部分光路（Ｓ２）内に設けられた第２液晶マスク（４２）、第２偏光フィルタ（５２）および第２レンズ（６２）とを備えた自動車前照灯（１０）において、前記第１部分光路（Ｓ１）内の前記第１レンズが前記第２部分光路（Ｓ２）内の前記第２レンズ（６２）と異なる焦点距離ｆ１を有する構成が開示されている。
特開２０１７－２１２２１０号公報
しかしながら、このような構成では、偏光された２つの部分光路（Ｓ１、Ｓ２）に合わせて、別々の液晶マスク（４０、４２）、偏光フィルタ（５０、５２）及びレンズ（６０、６２）を設けなければならず、モジュール全体が大きくなってしまう。また、意匠性や製造コストも悪化することになる。
本発明は、このような従来の事情に鑑みて提案されたものであり、全体のモジュール化を図ることによって小型化を可能とした車両用灯具を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
〔１〕 第１の光を第１の集光倍率で集光させる第１の集光光学系と、
第２の光を第２の集光倍率で集光させる第２の集光光学系と、
前記第１の光及び前記第２の光を前方に向けて投影する投影光学系とを備え、
前記第１の集光光学系により集光される前記第１の光の集光点と、前記第２の集光光学系により集光される前記第２の光の集光点とが、それぞれ前記投影光学系の後方側焦点に合わせて調整されており、
前記第１の集光光学系は、前記第１の光を集光しながら反射する第１のリフレクタであり、
前記第２の集光光学系は、前記第２の光を集光しながら反射する第２のリフレクタであり、
前記第１のリフレクタは、第１の楕円反射面を有し、
前記第２のリフレクタは、第２の楕円反射面を有し、
前記第１の光を前記第１の楕円反射面の第１焦点に向けて集光させると共に、前記第２の光を前記第２の楕円反射面の第１焦点に向けて集光させる第３の集光光学系を備え、
前記第１の光の集光点が前記第１の楕円反射面の第２焦点に位置し、前記第２の光の集光点が前記第２の楕円反射面の第２焦点に位置し、
前記第１の楕円反射面の第２焦点と前記第２の楕円反射面の第２焦点とを互いに一致させていることを特徴とする車両用灯具。
〔２〕 光源と、
前記光源から出射された光を前記第１の光と前記第２の光とに分離する光分離素子を備えることを特徴とする前記〔１〕に記載の車両用灯具。
〔３〕 前記光分離素子は、偏光ビームスプリッタであることを特徴とする前記〔２〕に記載の車両用灯具。
〔４〕 前記偏光ビームスプリッタと前記第２の集光光学系との間の光路中に配置されて、前記第２の光を前記第１の光と同じ偏光状態の光に変換する１／２波長板を備えることを特徴とする前記〔３〕に記載の車両用灯具。
〔５〕 前記光源と前記偏光ビームスプリッタとの間の光路中に配置されて、前記光源から出射された光の偏光状態を変換する偏光変換素子を備え、
前記偏光変換素子により変換される光の偏光状態に応じて、前記偏光ビームスプリッタにより分離される前記第１の光と前記第２の光との割合が調整されていることを特徴とする前記〔３〕又は〔４〕に記載の車両用灯具。
〔６〕 前記偏光変換素子は、前記光源から出射された光の偏光状態を可変に制御する可変偏光変換素子であり、
前記可変偏光変換素子により変換される光の偏光状態に応じて、前記偏光ビームスプリッタにより分離される前記第１の光と前記第２の光との割合が可変に調整されることを特徴とする前記〔５〕に記載の車両用灯具。
〔７〕 前記投影光学系の後方側焦点に合わせて配置されて、前記投影光学系により投影される光の像を形成する画像形成素子を備えることを特徴とする前記〔１〕～〔６〕の何れか一項に記載の車両用灯具。
〔８〕 前記第１の集光光学系により集光される前記第１の光の一部を遮光するシェードを備え、
前記シェードの前端によって規定される光の像を前記投影光学系により反転投影することで、上端にカットオフラインを含むロービーム用配光パターンを形成することを特徴とする前記〔１〕～〔７〕の何れか一項に記載の車両用灯具。
〔９〕 前記第１の集光光学系により集光される前記第１の光の一部を遮光するシェードを備え、
前記シェードの前端と前記画像形成素子との間に隙間を有して、前記画像形成素子により形成される光の像を前記投影光学系により反転投影することで、上端にカットオフラインを含むロービーム用配光パターンを形成することを特徴とする前記〔７〕に記載の車両用灯具。
〔１０〕 前記投影光学系から路面に向けて投影される光のうち、前記第１の光は、前記路面に対してＰ偏光の光成分がＳ偏光の光成分よりも多いことを特徴とする前記〔８〕又は〔９〕に記載の車両用灯具。
〔１１〕 前記第１の集光倍率が前記第２の集光倍率よりも大きいことを特徴とする前記〔１〕～〔１０〕の何れか一項に記載の車両用灯具。
以上のように、本発明によれば、全体のモジュール化を図ることによって小型化を可能とした車両用灯具を提供することが可能である。
本発明の第１の実施形態に係る車両用灯具の概略構成を示す模式図である。 図１に示す車両用灯具において、第１の光及び第２の光によって仮想鉛直スクリーンの面上に形成された配光パターンを示す模式図である。 本発明の第２の実施形態に係る車両用灯具の概略構成を示す模式図である。 図３に示す車両用灯具において、第１の光及び第２の光によって仮想鉛直スクリーンの面上に形成された配光パターンを示す模式図である。 本発明の第３の実施形態に係る車両用灯具の概略構成を示す模式図である。 図５に示す車両用灯具において、第１の光及び第２の光によって仮想鉛直スクリーンの面上に形成された配光パターンを示す模式図である。 本発明の第４の実施形態に係る車両用灯具の概略構成を示す模式図である。 図７に示す車両用灯具において、第１の光及び第２の光によって仮想鉛直スクリーンの面上に形成された配光パターンを示す模式図である。 本発明の第５の実施形態に係る車両用灯具の概略構成を示す模式図である。 図９に示す車両用灯具において、第１の光及び第２の光によって仮想鉛直スクリーンの面上に形成された配光パターンを示す模式図である。 本発明の第６の実施形態に係る車両用灯具の概略構成を示す模式図である。 図１１に示す車両用灯具において、第１の光及び第２の光によって仮想鉛直スクリーンの面上に形成された配光パターンを示す模式図である。
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
なお、以下の説明で用いる図面においては、各構成要素を見やすくするため、構成要素によって寸法の縮尺を異ならせて示すことがあり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。
また、以下に示す図面では、ＸＹＺ直交座標系を設定し、Ｘ軸方向を車両用灯具の前後方向（長さ方向）、Ｙ軸方向を車両用灯具の左右方向（幅方向）、Ｚ軸方向を車両用灯具の上下方向（高さ方向）として、それぞれ示すものとする。
また、以下の説明において、「前」「後」「左」「右」「上」「下」との記載は、特に断りのない限り、車両用灯具を正面（車両前方）から見たときのそれぞれの方向を意味するものとする。
（第１の実施形態）
先ず、本発明の第１の実施形態として、例えば図１に示す車両用灯具１Ａについて説明する。なお、図１は、車両用灯具１Ａの概略構成を示す模式図である。
本実施形態の車両用灯具１Ａは、例えば、車両（図示せず。）の前端側の両コーナー部に搭載される車両用前照灯（ヘッドランプ）に本発明を適用したものである。
具体的に、この車両用灯具１Ａは、図１に示すように、光源２と、光分離素子３と、第１の集光光学系４と、第２の集光光学系５と、第３の集光光学系６と、投影光学系７とを概略備えている。
光源２は、無偏光（非偏光）の光Ｌを出射するものである。本実施形態では、パッケージ内に発光ダイオード（ＬＥＤ）が搭載されたＬＥＤモジュールを用いている。また、ＬＥＤモジュールには、白色光を発するＬＥＤが用いられている。さらに、ＬＥＤには、車両照明用の高出力タイプのものが使用されている。光源２は、光Ｌを上方（＋Ｚ軸方向）に向けて放射状に出射する。
なお、光源２には、上述したＬＥＤ以外にも、後述するレーザーダイオード（ＬＤ）などの発光素子を用いることができる。また、上述した発光素子以外の光源を用いてもよい。さらに、発光素子の数については、１つ限らず、複数であってもよい。
光分離素子３は、光源２から出射された光Ｌを第１の光Ｌ１と第２の光Ｌ２とに分離するものである。本実施形態では、光分離素子３として、偏光ビームスプリッタ（以下、偏光ビームスプリッタ３とする。）を用いている。偏光ビームスプリッタ３は、光源２から出射された光Ｌのうち、Ｐ偏光となる第１の光Ｌ１を上方（＋Ｚ軸方向）側に向けて透過し、Ｓ偏光となる第２の光Ｌ２を前方（＋Ｘ軸方向）側に向けて反射する。なお、偏光ビームスプリッタ３については、図１に示すような平板状のプレートタイプに限らず、２つの直角プリズムを組み合わせたキューブタイプであってもよい。
第１の集光光学系４は、第１の光Ｌ１を投影光学系７側に向けて第１の集光倍率で集光させるものである。本実施形態では、第１の集光光学系４として、第１の光Ｌ１を集光しながら反射する第１のリフレクタ（以下、第１のリフレクタ４とする。）を用いている。
第１のリフレクタ４は、その断面形状が楕円線を描くように形成された凹面状の第１の楕円反射面４ａを有している。第１の楕円反射面４ａは、２つの焦点ｆｐ１，ｆｐ２を持ち、第１焦点ｆｐ１を通過する第１の光Ｌ１を第１の集光倍率で第２焦点ｆｐ２に集光させる。第１のリフレクタ４は、第１の楕円反射面４ａの第１焦点ｆｐ１を第１の光Ｌ１が入射する側に向けて配置されている。
ここで、第１の集光倍率をＭ１とし、第１焦点ｆｐ１から第１の楕円反射面４ａまでの距離をａとし、第１の楕円反射面４ａから第２焦点ｆｐ２までの距離をｂとした場合、第１の集光倍率Ｍ１は、下記式（１）で表される。
Ｍ１＝ｂ／ａ（但し、ｂ＞ａ） …（１）
第２の集光光学系５は、第２の光Ｌ２を投影光学系７側に向けて第２の集光倍率で集光させるものである。本実施形態では、第２の集光光学系５として、第２の光Ｌ２を集光しながら反射する第２のリフレクタ（以下、第２のリフレクタ５とする。）を用いている。
第２のリフレクタ５は、その断面形状が楕円線を描くように形成された凹面状の第２の楕円反射面５ａを有している。第２の楕円反射面５ａは、２つの焦点ｆｓ１，ｆｓ２を持ち、第１焦点ｆｓ１を通過する第２の光Ｌ２を第２の集光倍率で第２焦点ｆｓ２に集光させる。第２のリフレクタ５は、第２の楕円反射面５ａの第１焦点ｆｓ１を第２の光Ｌ２が入射する側に向けて配置されている。
ここで、第２の集光倍率をＭ２とし、第１焦点ｆｓ１から第２の楕円反射面５ａまでの距離をａ’とし、第２の楕円反射面５ａから第２焦点ｆｓ２までの距離をｂ’とした場合、第２の集光倍率Ｍ２は、下記式（２）で表される。
Ｍ２＝ｂ’／ａ’（但し、ｂ’＞ａ’） …（２）
本実施形態の車両用灯具１Ａでは、上方（＋Ｚ軸方向）側に位置する第１のリフレクタ４と下方（－Ｚ軸方向）側に位置する第２のリフレクタ５とが、互いの楕円反射面４ａ，５ａを向かい合わせた状態で配置されている。また、本実施形態の車両用灯具１Ａでは、第２の集光倍率Ｍ２よりも第１の集光倍率Ｍ１が大きくなるように設定されている（Ｍ１＞Ｍ２）。
第３の集光光学系６は、光源２と偏光ビームスプリッタ３との間の光路中に配置された少なくとも１つ又は複数（本実施形態では１つ）のレンズ（以下、集光レンズ６とする。）により構成されている。集光レンズ６は、第１の光Ｌ１を第１の楕円反射面４ａの第１焦点ｆｐ１に向けて集光させると共に、第２の光Ｌ２を第２の楕円反射面５ａの第１焦点ｆｓ１に向けて集光させる。
これにより、第１のリフレクタ４により集光される第１の光Ｌ１の集光点は、第１の楕円反射面４ａの第２焦点ｆｐ２に位置することになる。また、第２のリフレクタ５により集光される第２の光Ｌ２の集光点は、第２の楕円反射面５ａの第２焦点ｆｓ２に位置することになる。
本実施形態の車両用灯具１Ａでは、第１の楕円反射面４ａの第２焦点ｆｐ２と第２の楕円反射面５ａの第２焦点ｆｓ２とを互いに一致させている。また、これら第１及び第２の楕円反射面４ａ，５ａの第２焦点ｆｐ２，ｆｓ２は、投影光学系７の後方側焦点ｆｂ又はその近傍に位置している。
投影光学系７は、第１のリフレクタ４及び第２のリフレクタ５よりも前方側に配置された少なくとも１つ又は複数（本実施形態では１つ）のレンズ（以下、投影レンズ７とする。）により構成されている。投影レンズ７は、第１のリフレクタ４及び第２のリフレクタ５より集光された第１の光Ｌ１及び第２の光Ｌ２を前方に向けて投影する。
以上のような構成を有する車両用灯具１Ａにおいて、投影レンズ７に正対した仮想鉛直スクリーンに対して、投影レンズ７の前方に照射される第１の光Ｌ１及び第２の光Ｌ２を投影したときの第１の光Ｌ１による第１の配光パターンＰ１及び第２の光Ｌ２による第２の配光パターンＰ２を図２に示す。
なお、図２は、本実施形態の車両用灯具１Ａにおいて、第１の光Ｌ１及び第２の光Ｌ２によって仮想鉛直スクリーンの面上に形成された第１の配光パターンＰ１及び第２の配光パターンＰ２を示す模式図である。
本実施形態の車両用灯具１Ａでは、第１のリフレクタ（第１の集光光学系）４により集光される第１の光Ｌ１の集光点と、第２のリフレクタ（第２の集光光学系）５により集光される第２の光Ｌ２の集光点とが、それぞれ投影レンズ７の後方側焦点ｆｂに合わせて調整されている。
すなわち、本実施形態の車両用灯具１Ａでは、上述した第１の楕円反射面４ａの第２焦点ｆｐ２と第２の楕円反射面５ａの第２焦点ｆｓ２とを互いに一致させた状態で、これらの第２焦点ｆｐ２，ｆｓ２が投影レンズ７の後方側焦点ｆｂ又はその近傍に位置している。
これにより、投影レンズ７から前方に向けて投影された第１の光Ｌ１は、第１の集光倍率Ｍ１に応じた第１の配光パターンＰ１を形成する。一方、投影レンズ７から前方に向けて投影された第２の光Ｌ２は、第２の集光倍率Ｍ２に応じた第２の配光パターンＰ２を形成する。
ここで、本実施形態では、第１の集光倍率Ｍ１が第２の集光倍率Ｍ２よりも大きくなっている（Ｍ１＞Ｍ２）。したがって、投影レンズ７から前方に向けて投影された第１及び第２の光Ｌ１，Ｌ２によって、比較的広い範囲に向けて投影された第１の配光パターンＰ１の内側に、比較的狭い範囲に向けて投影された第２の配光パターンＰ２が重なる配光パターンＰが形成される。
これにより、本実施形態の車両用灯具１Ａでは、照射範囲を広げながら、この照射範囲の中央付近に照射される光の照度を高めることができ、車両用前照灯に適した配光パターンＰを得ることが可能である。
以上のように、本実施形態の車両用灯具１Ａでは、第１の光Ｌ１を第１の集光倍率Ｍ１で集光させる第１のリフレクタ４と、第２の光Ｌ２を第２の集光倍率Ｍ２で集光させる第２のリフレクタ５と、第１の光Ｌ１及び第２の光Ｌ２を前方に向けて投影する投影レンズ７とを備え、第１のリフレクタ４により集光される第１の光Ｌ１の集光点と、第２のリフレクタ５により集光される第２の光Ｌ２の集光点とが、それぞれ投影レンズ７の後方側焦点ｆｂ又はその近傍に位置するように調整されている。
これにより、本実施形態の車両用灯具１Ａでは、第１のリフレクタ４により集光された第１の光Ｌ１と、第２のリフレクタ５により集光された第２の光Ｌ２とを共通の投影レンズ７により前方に向けて投影することができる。なお且つ、これら第１のリフレクタ４、第２のリフレクタ５及び投影レンズ７をモジュール化することによって、この車両用灯具１Ａの小型化を図ることが可能である。
また、本実施形態の車両用灯具１Ａでは、第１の集光倍率Ｍ１で集光された第１の光Ｌ１と、第２の集光倍率Ｍ２で集光された第２の光Ｌ２とを用いて、上述した車両用前照灯に適した配光パターンＰを得ることによって、車両前方の視認性を高めることが可能である。
また、本実施形態の車両用灯具１Ａでは、上述した偏光ビームスプリッタ（光分離素子）３を用いて、光源２から出射された光Ｌを第１の光Ｌ１と第２の光Ｌ２とに分離して用いることで、光源２の数を増やすことなく、この車両用灯具１Ａの更なる小型化を図ることが可能である。
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態として、例えば図３に示す車両用灯具１Ｂについて説明する。なお、図３は、車両用灯具１Ｂの概略構成を示す模式図である。また、以下の説明では、上記車両用灯具１Ａと同等の部位については、説明を省略すると共に、図面において同じ符号を付すものとする。
本実施形態の車両用灯具１Ｂは、図３に示すように、上記車両用灯具１Ａの構成に加えて、光源２から出射された光Ｌ’の偏光状態を変換する偏光変換素子８を備えた構成となっている。
具体的に、この車両用灯具１Ｂでは、光源２として、偏光した光Ｌ’を出射する偏光光源を用いている。偏光光源としては、例えば、レーザー光を出射するＬＤなどを用いることができる。また、偏光光源としては、上述した無偏光の光Ｌを出射する光源２と偏光板とを組み合わせたものを用いて偏光した光Ｌ’を出射するようにしてもよい。
偏光変換素子８は、光源２と偏光ビームスプリッタ３との間の光路中に配置されている。偏光変換素子８としては、例えば、λ／２板や、１／４波長板（λ／４板）、液晶フィルム等の位相差板（光学補償板）などを用いることができる。このような偏光変換素子８を用いることで、光源２から出射された光Ｌ’の偏光状態を、変換前とは異なる直線偏光や、円偏光、楕円偏光といった偏光した光Ｌ’に変換することができる。
本実施形態の車両用灯具１Ｂでは、偏光変換素子８により変換された光Ｌ’の偏光状態に応じて、偏光ビームスプリッタ３により分離される第１の光Ｌ１と第２の光Ｌ２との割合が調整されている。
すなわち、偏光変換素子８では、光源２から出射された光Ｌ’の振動方向などの偏光状態を変えることで、上述した偏光ビームスプリッタ３を透過する方向に振動する光（第１の光Ｌ１）と、偏光ビームスプリッタ３で反射される方向に振動する光（第２の光Ｌ２）との割合を調整することができる。
例えば、光源２から出射された直線偏光の光Ｌ’を偏光変換素子８により円偏光の光に変換した場合、偏光ビームスプリッタ３で分離される第１の光Ｌ１と第２の光Ｌ２との割合は、互いに等しくなる。一方、光源２から出射された直線偏光の光Ｌ’を偏光変換素子８により楕円偏光の光に変換した場合、偏光ビームスプリッタ３で分離される第１の光Ｌ１と第２の光Ｌ２との割合は、楕円偏光の傾き角に応じて互いに異なったものとなる。一方、光源２から出射された直線偏光の光Ｌ’を偏光変換素子８により変換前とは逆の直線偏光の光に変換した場合、偏光ビームスプリッタ３で第１の光Ｌ１と第２の光Ｌ２との何れか一方のみを透過又は反射させることができる。
また、偏光変換素子８としては、光源２から出射された光Ｌ’の偏光状態を可変に制御する可変偏光変換素子（以下、可変偏光変換素子８とする。）を用いてもよい。可変偏光変換素子８としては、例えば、電気的な制御により光源２から出射された光Ｌ’の偏光状態を可変に変換する液晶素子やファラデー素子などを用いることができる。また、可変偏光変換素子８としては、上述した位相差板（光学補償板）の光Ｌ’の振動方向に対する向きを機械的な駆動により変えることで、光源２から出射された光Ｌ’の偏光状態を可変に変換する構成とすることも可能である。
本実施形態の車両用灯具１Ｂでは、このような可変偏光変換素子８により変換された光Ｌ’の偏光状態に応じて、偏光ビームスプリッタ３により分離される第１の光Ｌ１と第２の光Ｌ２との割合を可変に調整することが可能である。
以上のような構成を有する車両用灯具１Ｂにおいて、投影レンズ７に正対した仮想鉛直スクリーンに対して、投影レンズ７の前方に照射される第１の光Ｌ１及び第２の光Ｌ２を投影したときの第１の光Ｌ１による第１の配光パターンＰ１及び第２の光Ｌ２による第２の配光パターンＰ２を図４に示す。
なお、図４は、本実施形態の車両用灯具１Ｂにおいて、第１の光Ｌ１及び第２の光Ｌ２によって仮想鉛直スクリーンの面上に形成された第１の配光パターンＰ１及び第２の配光パターンＰ２を示す模式図である。
本実施形態の車両用灯具１Ｂでは、上記車両用灯具１Ａと同様に、投影レンズ７から前方に向けて投影された第１の光Ｌ１によって、第１の集光倍率Ｍ１に応じた第１の配光パターンＰ１を形成する。一方、投影レンズ７から前方に向けて投影された第２の光Ｌ２によって、第２の集光倍率Ｍ２に応じた第２の配光パターンＰ２を形成する。これにより、比較的広い範囲に向けて投影された第１の配光パターンＰ１の内側に、比較的狭い範囲に向けて投影された第２の配光パターンＰ２が重なる配光パターンＰが形成される。
したがって、本実施形態の車両用灯具１Ｂでは、上記車両用灯具１Ａと同様に、照射範囲を広げながら、この照射範囲の中央付近に照射される光の照度を高めることができ、車両用前照灯に適した配光パターンＰを得ることが可能である。
また、本実施形態の車両用灯具１Ｂでは、上述した偏光変換素子８により変換された光Ｌ’の偏光状態に応じて、偏光ビームスプリッタ３により分離される第１の光Ｌ１と第２の光Ｌ２との割合を調整することが可能である。これにより、第１の光Ｌ１により形成される第１の配光パターンＰ１の照度と、第２の光Ｌ２により形成される第２の配光パターンＰ２の照度とを調整することが可能である。
さらに、本実施形態の車両用灯具１Ｂでは、上述した可変偏光変換素子８により偏光ビームスプリッタ３により分離される第１の光Ｌ１と第２の光Ｌ２との割合を可変に調整することで、第１の配光パターンＰ１の照度と第２の配光パターンＰ２の照度とを可変に調整することが可能である。
この場合、例えば、高速道路などの高速走行時においては、可変偏光変換素子８により第２の光Ｌ２の割合（光量）が増加する方向に調整することで、第２の配光パターンＰ２の照度が増すことから、遠方に対する視認性に優れた配光パターンＰを得ることができる。一方、市街路などの低速走行時においては、可変偏光変換素子８により第１の光Ｌ１の割合（光量）が増加する方向に調整することで、第１の配光パターンＰ１の照度が増すことから、広範囲での視認性に優れた配光パターンＰを得ることができる。
以上のように、本実施形態の車両用灯具１Ｂでは、上記車両用灯具１Ａと同様の効果を得ることできる。すなわち、第１のリフレクタ４により集光された第１の光Ｌ１と、第２のリフレクタ５により集光された第２の光Ｌ２とを共通の投影レンズ７により前方に向けて投影することができる。なお且つ、これら第１のリフレクタ４、第２のリフレクタ５及び投影レンズ７をモジュール化することによって、この車両用灯具１Ｂの小型化を図ることが可能である。
また、本実施形態の車両用灯具１Ｂでは、第１の集光倍率Ｍ１で集光された第１の光Ｌ１と、第２の集光倍率Ｍ２で集光された第２の光Ｌ２とを用いて、上述した車両用前照灯に適した配光パターンＰを得ることによって、車両前方の視認性を高めることが可能である。
また、本実施形態の車両用灯具１Ｂでは、上述した偏光ビームスプリッタ（光分離素子）３を用いて、光源２から出射された光Ｌ’を第１の光Ｌ１と第２の光Ｌ２とに分離して用いることで、光源２の数を増やすことなく、この車両用灯具１Ｂの更なる小型化を図ることが可能である。
（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態として、例えば図５に示す車両用灯具１Ｃについて説明する。なお、図５は、車両用灯具１Ｃの概略構成を示す模式図である。また、以下の説明では、上記車両用灯具１Ａと同等の部位については、説明を省略すると共に、図面において同じ符号を付すものとする。
本実施形態の車両用灯具１Ｃは、図５に示すように、上記車両用灯具１Ａの構成に加えて、第１のリフレクタ（第１の集光光学系）４により集光される第１の光Ｌ１の一部を遮光（カット）するシェード９を備えた構成となっている。
シェード９は、上向き反射面９ａ及び下向き反射面９ｂを有する平板状の反射部材からなる。シェード９は、その前端９ｃが投影レンズ７の後方側焦点ｆｂの近傍に位置して、後方（－Ｘ軸方向）側に向かって延長して設けられている。
以上のような構成を有する車両用灯具１Ｃにおいて、投影レンズ７に正対した仮想鉛直スクリーンに対して、投影レンズ７の前方に照射される第１の光Ｌ１及び第２の光Ｌ２を投影したときの第１の光Ｌ１による第１の配光パターンＰ１及び第２の光Ｌ２による第２の配光パターンＰ２を図６に示す。
なお、図６は、本実施形態の車両用灯具１Ｃにおいて、第１の光Ｌ１及び第２の光Ｌ２によって仮想鉛直スクリーンの面上に形成された第１の配光パターンＰ１及び第２の配光パターンＰ２を示す模式図である。
本実施形態の車両用灯具１Ｃでは、上記車両用灯具１Ａと同様に、投影レンズ７から前方に向けて投影された第１の光Ｌ１によって、第１の集光倍率Ｍ１に応じた第１の配光パターンＰ１を形成する。一方、投影レンズ７から前方に向けて投影された第２の光Ｌ２によって、第２の集光倍率Ｍ２に応じた第２の配光パターンＰ２を形成する。
また、本実施形態の車両用灯具１Ｃでは、上述したシェード９により第１のリフレクタ４により反射された第１の光Ｌ１の一部を遮光しながら、このシェード９の前端９ｃによって規定される第１の光Ｌ１の像を投影レンズ７により反転投影する。さらに、第１のリフレクタ４により反射された第１の光Ｌ１の一部は、シェード９の上向き反射面９ａにより前方の斜め上方側に向けて反射された後、投影レンズ７に入射することになる。
これにより、投影レンズ７から前方に向けて投影された第１の光Ｌ１は、すれ違い用ビーム（ロービーム）として、上端にカットオフラインＣＬを含むロービーム用配光パターン（第１の配光パターンＰ１）を形成している。
一方、第２のリフレクタ５により反射された第２の光Ｌ２の一部は、シェード９の下向き反射面９ｂにより前方の斜め下方側に向けて反射された後、投影レンズ７に入射することになる。これにより、投影レンズ７から前方に向けて投影された第２の光Ｌ２は、走行用ビーム（ハイビーム）として、ロービーム用配光パターンの上方にハイビーム用配光パターン（第２の配光パターンＰ２）を形成している。
したがって、投影レンズ７から前方に向けて投影された第１及び第２の光Ｌ１，Ｌ２によって、ロービーム用配光パターン（第１の配光パターンＰ１）の上方にハイビーム用配光パターン（第２の配光パターンＰ２）が位置する配光パターンＰが形成される。
ここで、投影レンズ７から路面に向けて投影される第１の光Ｌ１及び第２の光Ｌ２のうち、第１の光Ｌ１は、路面に対してＰ偏光の光成分がＳ偏光の光成分よりも多く、第２の光Ｌ２は、路面に対してＳ偏光の光成分がＰ偏光の光成分よりも多くなっている。この場合、ロービーム用配光パターン（第１の配光パターンＰ１）を形成するＰ偏光の光成分（第１の光Ｌ１）は、例えば路面が濡れているような状況でも、ブリュースター角の関係から路面からの反射（照り返し）を低く抑えることができる。したがって、このようなロービーム用配光パターン（第１の配光パターンＰ１）を形成するＰ偏光の光成分（第１の光Ｌ１）によって、路面に対する視認性を高めることが可能である。
一方、ハイビーム用配光パターン（第２の配光パターンＰ２）を形成するＳ偏光の光成分（第２の光Ｌ２）は、対向車へのグレアとなり易いが、車両のフロントガラスに対する入射角がブリュースター角に近いため、通常に比べて反射が大きくなる。これにより、グレアの発生を低く抑えることが可能である。
以上のように、本実施形態の車両用灯具１Ｃでは、上記車両用灯具１Ａと同様の効果を得ることできる。すなわち、第１のリフレクタ４により集光された第１の光Ｌ１と、第２のリフレクタ５により集光された第２の光Ｌ２とを共通の投影レンズ７により前方に向けて投影することができる。なお且つ、これら第１のリフレクタ４、第２のリフレクタ５及び投影レンズ７をモジュール化することによって、この車両用灯具１Ｃの小型化を図ることが可能である。
また、本実施形態の車両用灯具１Ｃでは、第１の集光倍率Ｍ１で集光された第１の光Ｌ１と、第２の集光倍率Ｍ２で集光された第２の光Ｌ２とを用いて、上述した車両用前照灯に適した配光パターンＰを得ることによって、車両前方の視認性を高めることが可能である。
また、本実施形態の車両用灯具１Ｃでは、上述した偏光ビームスプリッタ（光分離素子）３を用いて、光源２から出射された光Ｌを第１の光Ｌ１と第２の光Ｌ２とに分離して用いることで、光源２の数を増やすことなく、この車両用灯具１Ｃの更なる小型化を図ることが可能である。
また、本実施形態の車両用灯具１Ｃでは、上述したシェード９を用いて、ロービーム用配光パターン（第１の配光パターンＰ１）の上方にハイビーム用配光パターン（第２の配光パターンＰ２）が位置する配光パターンＰを形成することが可能である。
また、本実施形態の車両用具１Ｃでは、上記車両用灯具１Ｂと同様の構成を加えることも可能である。すなわち、本実施形態の車両用具１Ｃでは、光源２から出射された光Ｌ’の偏光状態を可変に変換する可変偏光変換素子８（図５中の破線で示す。）を備えた構成としてもよい。
この場合、可変偏光変換素子８により変換された光Ｌ’の偏光状態に応じて、偏光ビームスプリッタ３により分離される第１の光Ｌ１と第２の光Ｌ２との割合が可変に調整できることから、上述したすれ違い用ビーム（ロービーム）と走行用ビーム（ハイビーム）との切り替えが可能となる。
例えば、第１の光Ｌ１と第２の光Ｌ２との割合を１００％：０％とした場合、投影レンズ７から前方に向けて投影された第１の光Ｌ１によって、ロービーム用配光パターン（第１の配光パターンＰ１）を形成することができる。一方、第１の光Ｌ１と第２の光Ｌ２との割合を５０％：５０％とした場合、投影レンズ７から前方に向けて投影された第１の光Ｌ１及び第２の光Ｌ２によって、ロービーム用配光パターン（第１の配光パターンＰ１）及びハイビーム用配光パターン（第２の配光パターンＰ２）を形成することができる。これにより、すれ違い用ビーム（ロービーム）と走行用ビーム（ハイビーム）との切り替えが可能となる。
（第４の実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態として、例えば図７に示す車両用灯具１Ｄについて説明する。なお、図７は、車両用灯具１Ｄの概略構成を示す模式図である。また、以下の説明では、上記車両用灯具１Ａと同等の部位については、説明を省略すると共に、図面において同じ符号を付すものとする。
本実施形態の車両用灯具１Ｄは、図７に示すように、上記車両用灯具１Ａの構成に加えて、第２の光Ｌ２を第１の光Ｌ１と同じ偏光状態の光に変換する１／２波長板（λ／２板）１０を備えた構成となっている。
１／２波長板１０は、偏光ビームスプリッタ３と第２のリフレクタ５との間の光路中に配置されて、第２の光Ｌ２をＳ偏光からＰ偏光に変換する。これにより、第１の光Ｌ１及び第２の光Ｌ２の偏光状態を揃える（一致させる）ことが可能である。
以上のような構成を有する車両用灯具１Ｄにおいて、投影レンズ７に正対した仮想鉛直スクリーンに対して、投影レンズ７の前方に照射される第１の光Ｌ１及び第２の光Ｌ２を投影したときの第１の光Ｌ１による第１の配光パターンＰ１及び第２の光Ｌ２による第２の配光パターンＰ２を図８に示す。
なお、図８は、本実施形態の車両用灯具１Ｄにおいて、第１の光Ｌ１及び第２の光Ｌ２によって仮想鉛直スクリーンの面上に形成された第１の配光パターンＰ１及び第２の配光パターンＰ２を示す模式図である。
本実施形態の車両用灯具１Ｄでは、上記車両用灯具１Ａと同様に、投影レンズ７から前方に向けて投影された第１の光Ｌ１によって、第１の集光倍率Ｍ１に応じた第１の配光パターンＰ１を形成する。一方、投影レンズ７から前方に向けて投影された第２の光Ｌ２によって、第２の集光倍率Ｍ２に応じた第２の配光パターンＰ２を形成する。これにより、比較的広い範囲に向けて投影された第１の配光パターンＰ１の内側に、比較的狭い範囲に向けて投影された第２の配光パターンＰ２が重なる配光パターンＰが形成される。
したがって、本実施形態の車両用灯具１Ｄでは、上記車両用灯具１Ａと同様に、照射範囲を広げながら、この照射範囲の中央付近に照射される光の照度を高めることができ、車両用前照灯に適した配光パターンＰを得ることが可能である。
以上のように、本実施形態の車両用灯具１Ｄでは、上記車両用灯具１Ａと同様の効果を得ることできる。すなわち、第１のリフレクタ４により集光された第１の光Ｌ１と、第２のリフレクタ５により集光された第２の光Ｌ２とを共通の投影レンズ７により前方に向けて投影することができる。なお且つ、これら第１のリフレクタ４、第２のリフレクタ５及び投影レンズ７をモジュール化することによって、この車両用灯具１Ｄの小型化を図ることが可能である。
また、本実施形態の車両用灯具１Ｄでは、第１の集光倍率Ｍ１で集光された第１の光Ｌ１と、第２の集光倍率Ｍ２で集光された第２の光Ｌ２とを用いて、上述した車両用前照灯に適した配光パターンＰを得ることによって、車両前方の視認性を高めることが可能である。
また、本実施形態の車両用灯具１Ｄでは、上述した偏光ビームスプリッタ（光分離素子）３を用いて、光源２から出射された光Ｌを第１の光Ｌ１と第２の光Ｌ２とに分離して用いることで、光源２の数を増やすことなく、この車両用灯具１Ｄの更なる小型化を図ることが可能である。
また、本実施形態の車両用灯具１Ｄでは、上述した１／２波長板１０により第１の光Ｌ１及び第２の光Ｌ２の偏光状態を揃える（一致させる）ことによって、例えば、路面に対して第１の光Ｌ１及び第２の光Ｌ２をＰ偏光の光とした場合、路面が濡れているような状況でも、ブリュースター角の関係から路面からの反射（照り返し）を低く抑えることができる。したがって、このようなＰ偏光の光（第１の光Ｌ１及び第２の光Ｌ２）によって、路面に対する視認性を高めることが可能である。
（第５の実施形態）
次に、本発明の第５の実施形態として、例えば図９に示す車両用灯具１Ｅについて説明する。なお、図９は、車両用灯具１Ｅの概略構成を示す模式図である。また、以下の説明では、上記車両用灯具１Ｄと同等の部位については、説明を省略すると共に、図面において同じ符号を付すものとする。
本実施形態の車両用灯具１Ｅは、図９に示すように、上記車両用灯具１Ｄの構成に加えて、投影レンズ７により投影される第１の光Ｌ１及び第２の光Ｌ２の像を形成する画像形成素子１１を備えた構成となっている。
画像形成素子１１は、投影レンズ７の後方側焦点ｆｂに合わせて配置されている。画像形成素子１１としては、例えば、液晶表示素子（ＬＣＤ）を用いることができる。液晶表示素子については、セグメント方式であっても、ドットマトリックス方式であってもよい。また、本実施形態では、透過型の液晶表示素子を用いているが、反射型の液晶表示素子を用いることも可能である。画像形成素子１１では、このような液晶表示素子により形成される画像に合わせて、投影レンズ７から前方に向けて投影される第１の光Ｌ１及び第２の光Ｌ２の配光を可変に制御することが可能である。
なお、画像形成素子１１については、上述した液晶表示素子以外にも、例えば、デジタルミラーデバイス（ＤＭＤ）などを用いることができる。本実施形態では、比較的安価で信頼性の高い液晶表示素子を用いている。一方、ＤＭＤを使用する場合は、このＤＭＤに入射する光Ｌを偏光方向が揃った偏光した光Ｌ’とする必要がないため、１／２波長板１０が不要となる。さらに、偏光ビームスプリッタ３を省略することができる。
以上のような構成を有する車両用灯具１Ｅにおいて、投影レンズ７に正対した仮想鉛直スクリーンに対して、投影レンズ７の前方に照射される第１の光Ｌ１及び第２の光Ｌ２を投影したときの第１の光Ｌ１による第１の配光パターンＰ１及び第２の光Ｌ２による第２の配光パターンＰ２を図１０に示す。
なお、図１０は、本実施形態の車両用灯具１Ｅにおいて、第１の光Ｌ１及び第２の光Ｌ２によって仮想鉛直スクリーンの面上に形成された第１の配光パターンＰ１及び第２の配光パターンＰ２を示す模式図である。
本実施形態の車両用灯具１Ｅでは、上記車両用灯具１Ａと同様に、投影レンズ７から前方に向けて投影された第１の光Ｌ１によって、第１の集光倍率Ｍ１に応じた第１の配光パターンＰ１を形成する。一方、投影レンズ７から前方に向けて投影された第２の光Ｌ２によって、第２の集光倍率Ｍ２に応じた第２の配光パターンＰ２を形成する。これにより、比較的広い範囲に向けて投影された第１の配光パターンＰ１の内側に、比較的狭い範囲に向けて投影された第２の配光パターンＰ２が重なる配光パターンＰが形成される。
したがって、本実施形態の車両用灯具１Ｅでは、上記車両用灯具１Ａと同様に、照射範囲を広げながら、この照射範囲の中央付近に照射される光の照度を高めることができ、車両用前照灯に適した配光パターンＰを得ることが可能である。
また、本実施形態の車両用灯具１Ｅでは、上述した画像形成素子１１により形成された画像に合わせて、この画像形成素子１１を通過する第１及び第２の光Ｌ１，Ｌ２の配光を切り替える。これにより、投影レンズ７から前方に向けて投影された第１及び第２の光Ｌ１，Ｌ２は、ＡＤＢ用ビームとして、ＡＤＢ用配光パターン（配光パターンＰ）を形成する。例えば、本実施形態では、配光パターンＰ（第１及び第２の配光パターンＰ１，Ｐ２）の一部を遮光したＡＤＢ用配光パターンを形成している。また、画像形成素子１１により形成される画像を切り替えることによって、このＡＤＢ用配光パターン（配光パターンＰ）の配光を可変に制御することが可能である。
以上のように、本実施形態の車両用灯具１Ｅでは、上記車両用灯具１Ａと同様の効果を得ることできる。すなわち、第１のリフレクタ４により集光された第１の光Ｌ１と、第２のリフレクタ５により集光された第２の光Ｌ２とを共通の投影レンズ７により前方に向けて投影することができる。なお且つ、これら第１のリフレクタ４、第２のリフレクタ５及び投影レンズ７をモジュール化することによって、この車両用灯具１Ｅの小型化を図ることが可能である。
また、本実施形態の車両用灯具１Ｅでは、第１の集光倍率Ｍ１で集光された第１の光Ｌ１と、第２の集光倍率Ｍ２で集光された第２の光Ｌ２とを用いて、上述した車両用前照灯に適した配光パターンＰを得ることによって、車両前方の視認性を高めることが可能である。
また、本実施形態の車両用灯具１Ｅでは、上述した偏光ビームスプリッタ（光分離素子）３を用いて、光源２から出射された光Ｌを第１の光Ｌ１と第２の光Ｌ２とに分離して用いることで、光源２の数を増やすことなく、この車両用灯具１Ｅの更なる小型化を図ることが可能である。
また、本実施形態の車両用灯具１Ｅでは、上述した画像形成素子１１により形成される画像を切り替えることによって、ＡＤＢ用配光パターン（配光パターンＰ）の配光を可変に制御することが可能である。
また、本実施形態の車両用具１Ｅでは、上記車両用灯具１Ｂと同様の構成を加えることも可能である。すなわち、本実施形態の車両用具１Ｅでは、光源２から出射された光Ｌ’の偏光状態を可変に変換する可変偏光変換素子８（図９中に破線で示す。）を備えた構成としてもよい。
この場合、可変偏光変換素子８により変換された光Ｌ’の偏光状態に応じて、偏光ビームスプリッタ３により分離される第１の光Ｌ１と第２の光Ｌ２との割合が可変に調整できることから、上述した第１の配光パターンＰ１の照度と第２の配光パターンＰ２の照度とを可変に調整することが可能である。
（第６の実施形態）
次に、本発明の第６の実施形態として、例えば図１１に示す車両用灯具１Ｆについて説明する。なお、図１１は、車両用灯具１Ｆの概略構成を示す模式図である。また、以下の説明では、上記車両用灯具１Ｃ，１Ｄ，１Ｅと同等の部位については、説明を省略すると共に、図面において同じ符号を付すものとする。
本実施形態の車両用灯具１Ｆは、図１１に示すように、上記車両用灯具１Ｃ，１Ｄ，１Ｅを組み合わせた構成となっている。すなわち、この車両用灯具１Ｆは、上記車両用灯具１Ａの構成に加えて、シェード９、１／２波長板１０及び画像形成素子１１を備えた構成となっている。このうち、シェード９は、その前端９ｃと画像形成素子１１（投影レンズ７の後方側焦点ｆｂ）との間に隙間Ｇを設けて配置されている。
以上のような構成を有する車両用灯具１Ｆにおいて、投影レンズ７に正対した仮想鉛直スクリーンに対して、投影レンズ７の前方に照射される第１の光Ｌ１及び第２の光Ｌ２を投影したときの第１の光Ｌ１による第１の配光パターンＰ１及び第２の光Ｌ２による第２の配光パターンＰ２を図１２に示す。
なお、図１２は、本実施形態の車両用灯具１Ｆにおいて、第１の光Ｌ１及び第２の光Ｌ２によって仮想鉛直スクリーンの面上に形成された第１の配光パターンＰ１及び第２の配光パターンＰ２を示す模式図である。
本実施形態の車両用灯具１Ｆでは、上記車両用灯具１Ａと同様に、投影レンズ７から前方に向けて投影された第１の光Ｌ１によって、第１の集光倍率Ｍ１に応じた第１の配光パターンＰ１を形成する。一方、投影レンズ７から前方に向けて投影された第２の光Ｌ２によって、第２の集光倍率Ｍ２に応じた第２の配光パターンＰ２を形成する。
また、本実施形態の車両用灯具１Ｆでは、上述したシェード９により第１のリフレクタ４により反射された第１の光Ｌ１の一部を遮光しながら、このシェード９の前端９ｃによって規定される第１の光Ｌ１の像を投影レンズ７により反転投影する。また、第１のリフレクタ４により反射された第１の光Ｌ１の一部は、シェード９の上向き反射面９ａにより前方の斜め上方側に向けて反射された後、投影レンズ７に入射することになる。
これにより、投影レンズ７から前方に向けて投影された第１の光Ｌ１は、すれ違い用ビーム（ロービーム）として、上端にカットオフラインＣＬを含むロービーム用配光パターン（第１の配光パターンＰ１）を形成している。
一方、第２のリフレクタ５により反射された第２の光Ｌ２の一部は、シェード９の下向き反射面９ｂにより前方の斜め下方側に向けて反射された後、投影レンズ７に入射することになる。これにより、投影レンズ７から前方に向けて投影された第２の光Ｌ２は、走行用ビーム（ハイビーム）として、ロービーム用配光パターンの上方にハイビーム用配光パターン（第２の配光パターンＰ２）を形成している。
したがって、投影レンズ７から前方に向けて投影された第１及び第２の光Ｌ１，Ｌ２によって、ロービーム用配光パターン（第１の配光パターンＰ１）の上方にハイビーム用配光パターン（第２の配光パターンＰ２）が位置する配光パターンＰが形成される。
ここで、シェード９は厚みを有するため、ロービーム用配光パターン（第１の配光パターンＰ１）のカットオフラインＣＬと、ハイビーム用配光パターン（第２の配光パターンＰ２）との間には、このシェード９の厚みに応じた暗部（光が照射されない領域）が発生することがある。
そこで、本実施形態の車両用灯具１Ｆでは、上述したシェード９の前端９ｃと画像形成素子１１との間に隙間Ｇを設けて、第１のリフレクタ４により反射された第１の光Ｌ１の一部と、第２のリフレクタ５により反射された第２の光Ｌ２の一部とが、この隙間Ｇを通過するようにする。これにより、ロービーム用配光パターン（第１の配光パターンＰ１）のカットオフラインＣＬと、ハイビーム用配光パターン（第２の配光パターンＰ２）とを上下方向において重ね合わせることができ、シェード９の厚みに応じた暗部が生じるのを防ぐことが可能である。
また、本実施形態の車両用灯具１Ｆでは、シェード９の前端９ｃが投影レンズ７の後方側焦点ｆｂから離れ過ぎると、明瞭なカットオフラインＣＬを形成できなくなる。これに対して、画像形成素子１１を用いて、このカットオフラインＣＬに対応した画像を形成する。これにより、明瞭なカットオフラインＣＬを含むロービーム用配光パターン（第１の配光パターンＰ１）を形成することが可能である。
以上のように、本実施形態の車両用灯具１Ｆでは、上記車両用灯具１Ａと同様の効果を得ることできる。すなわち、第１のリフレクタ４により集光された第１の光Ｌ１と、第２のリフレクタ５により集光された第２の光Ｌ２とを共通の投影レンズ７により前方に向けて投影することができる。なお且つ、これら第１のリフレクタ４、第２のリフレクタ５及び投影レンズ７をモジュール化することによって、この車両用灯具１Ｆの小型化を図ることが可能である。
また、本実施形態の車両用灯具１Ｆでは、第１の集光倍率Ｍ１で集光された第１の光Ｌ１と、第２の集光倍率Ｍ２で集光された第２の光Ｌ２とを用いて、上述した車両用前照灯に適した配光パターンＰを得ることによって、車両前方の視認性を高めることが可能である。
また、本実施形態の車両用灯具１Ｆでは、上述した偏光ビームスプリッタ（光分離素子）３を用いて、光源２から出射された光Ｌを第１の光Ｌ１と第２の光Ｌ２とに分離して用いることで、光源２の数を増やすことなく、この車両用灯具１Ｆの更なる小型化を図ることが可能である。
また、本実施形態の車両用灯具１Ｆでは、上述したシェード９、１／２波長板１０及び画像形成素子１１を用いて、ロービーム用配光パターン（第１の配光パターンＰ１）の上方にハイビーム用配光パターン（第２の配光パターンＰ２）が重なるように位置する良好な配光パターンＰを形成することが可能である。
また、本実施形態の車両用具１Ｆでは、上記車両用灯具１Ｂと同様の構成を加えることも可能である。すなわち、本実施形態の車両用具１Ｆでは、光源２から出射された光Ｌ’の偏光状態を可変に変換する可変偏光変換素子８（図１１中に破線で示す。）を備えた構成としてもよい。
この場合、可変偏光変換素子８により変換された光Ｌ’の偏光状態に応じて、偏光ビームスプリッタ３により分離される第１の光Ｌ１と第２の光Ｌ２との割合が可変に調整できることから、上述した第１の配光パターンＰ１の照度と第２の配光パターンＰ２の照度とを可変に調整することが可能である。
なお、本発明は、上記実施形態のものに必ずしも限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記実施形態では、光分離素子３として、偏光ビームスプリッタ３を用いた構成となっているが、ハーフミラーを用いて、光源２から出射された光Ｌ（Ｌ’）を第１の光Ｌ１と第２の光Ｌ２とに分離する構成としてもよい。
また、上記実施形態では、第１の集光光学系４及び第２の集光光学系５として、第１のリフレクタ４及び第２のリフレクタ５を用いた構成となっているが、少なくとも１つ又は複数のレンズを用いて、第１の光Ｌ１及び第２の光Ｌ２を投影レンズ側に向けて集光させる構成としてもよい。
また、上記実施形態では、第２の集光倍率Ｍ２よりも第１の集光倍率Ｍ１が大きくなっている（Ｍ１＞Ｍ２）が、それとは逆に、第１の集光倍率Ｍ１よりも第２の集光倍率Ｍ２を大きくすることも可能である（Ｍ２＞Ｍ１）。さらに、第１の集光倍率Ｍ１と第２の集光倍率Ｍ２とを等しくすることも可能である（Ｍ１＝Ｍ２）。
また、上記実施形態では、光源２と集光レンズ（第３の集光光学系）６とが別体に構成されているが、これら光源２と集光レンズ（第３の集光光学系）６とが一体に構成されていてもよい。
また、上記実施形態では、上記集光レンズ（第３の集光光学系）６の代わりに、光源２から出射された光Ｌ（Ｌ’）を平行化するコリメートレンズ（コリメート光学系）を用いた構成とすることも可能である。この構成の場合、第１及び第２のリフレクタ４，５では、上述した楕円反射面４ａ，５ｂの代わりに、それぞれ断面形状が放物線を描くように形成された凹面状の放物反射面とすることが好ましい。
なお、上記実施形態では、上述した車両用前照灯（ヘッドランプ）に本発明を適用した場合を例示したが、本発明が適用される車両用灯具については、上述したフロント側の車両用灯具に限らず、例えばリアコンビネーションランプなどのリア側の車両用灯具に本発明を適用することも可能である。また、光源が発する光の色については、上述した白色光に限らず、赤色光や橙色光など、その光源の用途に応じて適宜変更することも可能である。
１Ａ～１Ｆ…車両用灯具 ２…光源 ３…光分離素子（偏光ビームスプリッタ） ４…第１の集光光学系（第１のリフレクタ） ４ａ…第１の楕円反射面 ｆｐ１…第１の楕円反射面の第１焦点 ｆｐ２…第１の楕円反射面の第２焦点 ５…第２の集光光学系（第２のリフレクタ） ５ａ…第２の楕円反射面 ｆｓ１…第２の楕円反射面の第１焦点 ｆｓ２…第２の楕円反射面の第２焦点 ６…第３の集光光学系（集光レンズ） ７…投影光学系（投影レンズ） ｆｓ…投影光学系の後方側焦点 ８…偏光変換素子（可変偏光変換素子） ９…シェード １０…１／２波長板 １１…画像形成素子 Ｌ…光 Ｌ１…第１の光 Ｌ２…第２の光 Ｐ１…第１の配光パターン Ｐ２…第２の配光パターン

Claims (11)

  1. 第１の光を第１の集光倍率で集光させる第１の集光光学系と、
    第２の光を第２の集光倍率で集光させる第２の集光光学系と、
    前記第１の光及び前記第２の光を前方に向けて投影する投影光学系とを備え、
    前記第１の集光光学系により集光される前記第１の光の集光点と、前記第２の集光光学系により集光される前記第２の光の集光点とが、それぞれ前記投影光学系の後方側焦点に合わせて調整されており、
    前記第１の集光光学系は、前記第１の光を集光しながら反射する第１のリフレクタであり、
    前記第２の集光光学系は、前記第２の光を集光しながら反射する第２のリフレクタであり、
    前記第１のリフレクタは、第１の楕円反射面を有し、
    前記第２のリフレクタは、第２の楕円反射面を有し、
    前記第１の光を前記第１の楕円反射面の第１焦点に向けて集光させると共に、前記第２の光を前記第２の楕円反射面の第１焦点に向けて集光させる第３の集光光学系を備え、
    前記第１の光の集光点が前記第１の楕円反射面の第２焦点に位置し、前記第２の光の集光点が前記第２の楕円反射面の第２焦点に位置し、
    前記第１の楕円反射面の第２焦点と前記第２の楕円反射面の第２焦点とを互いに一致させていることを特徴とする車両用灯具。
  2. 光源と、
    前記光源から出射された光を前記第１の光と前記第２の光とに分離する光分離素子を備えることを特徴とする請求項１に記載の車両用灯具。
  3. 前記光分離素子は、偏光ビームスプリッタであることを特徴とする請求項２に記載の車両用灯具。
  4. 前記偏光ビームスプリッタと前記第２の集光光学系との間の光路中に配置されて、前記第２の光を前記第１の光と同じ偏光状態の光に変換する１／２波長板を備えることを特徴とする請求項３に記載の車両用灯具。
  5. 前記光源と前記偏光ビームスプリッタとの間の光路中に配置されて、前記光源から出射された光の偏光状態を変換する偏光変換素子を備え、
    前記偏光変換素子により変換される光の偏光状態に応じて、前記偏光ビームスプリッタにより分離される前記第１の光と前記第２の光との割合が調整されていることを特徴とする請求項３又は４に記載の車両用灯具。
  6. 前記偏光変換素子は、前記光源から出射された光の偏光状態を可変に制御する可変偏光変換素子であり、
    前記可変偏光変換素子により変換される光の偏光状態に応じて、前記偏光ビームスプリッタにより分離される前記第１の光と前記第２の光との割合が可変に調整されることを特徴とする請求項５に記載の車両用灯具。
  7. 前記投影光学系の後方側焦点に合わせて配置されて、前記投影光学系により投影される光の像を形成する画像形成素子を備えることを特徴とする請求項１～６の何れか一項に記載の車両用灯具。
  8. 前記第１の集光光学系により集光される前記第１の光の一部を遮光するシェードを備え、
    前記シェードの前端によって規定される光の像を前記投影光学系により反転投影することで、上端にカットオフラインを含むロービーム用配光パターンを形成することを特徴とする請求項１～７の何れか一項に記載の車両用灯具。
  9. 前記第１の集光光学系により集光される前記第１の光の一部を遮光するシェードを備え、
    前記シェードの前端と前記画像形成素子との間に隙間を有して、前記画像形成素子により形成される光の像を前記投影光学系により反転投影することで、上端にカットオフラインを含むロービーム用配光パターンを形成することを特徴とする請求項７に記載の車両用灯具。
  10. 前記投影光学系から路面に向けて投影される光のうち、前記第１の光は、前記路面に対してＰ偏光の光成分がＳ偏光の光成分よりも多いことを特徴とする請求項８又は９に記載の車両用灯具。
  11. 前記第１の集光倍率が前記第２の集光倍率よりも大きいことを特徴とする請求項１～１０の何れか一項に記載の車両用灯具。
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