WO2020067093A1 - 車両用灯具 - Google Patents

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WO2020067093A1
WO2020067093A1 PCT/JP2019/037466 JP2019037466W WO2020067093A1 WO 2020067093 A1 WO2020067093 A1 WO 2020067093A1 JP 2019037466 W JP2019037466 W JP 2019037466W WO 2020067093 A1 WO2020067093 A1 WO 2020067093A1
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WO
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light
phase modulation
modulation element
incident
spot
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PCT/JP2019/037466
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Inventor
和也 本橋
壮宜 鬼頭
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株式会社小糸製作所
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    • B60Q1/00Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor
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    • B60Q1/14Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor the devices being primarily intended to illuminate the way ahead or to illuminate other areas of way or environments the devices being headlights having dimming means
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    • F21Y2115/00Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/30Semiconductor lasers

Definitions

  • the present invention relates to a vehicular lamp.
  • Patent Literature 1 describes that a predetermined light distribution pattern is formed using a hologram element which is a kind of a phase modulation element.
  • the vehicle lamp described in Patent Literature 1 includes a hologram element and a light source that irradiates the hologram element with reference light.
  • the hologram element is calculated such that diffracted light reproduced by irradiation with the reference light forms a predetermined light distribution pattern.
  • the shape of the hologram element is substantially rectangular.
  • a vehicular lamp is a phase modulation element having a light source that emits light, and a plurality of modulation units that diffract the light from the light source to make the light a predetermined light distribution pattern.
  • the vertical width of the light incident surface in the phase modulation element is greater than the horizontal width of the light incident surface, and the size of the light incident spot in the phase modulation element is , And at least one of the plurality of modulation units is arranged in parallel in the vertical direction.
  • the vertical amplitude of the vibration of the vehicle tends to be larger than the horizontal amplitude, and the vehicular lamp vibrates similarly to this vehicle. For this reason, the incident spot of light on the phase modulation element tends to vibrate vertically rather than horizontally.
  • the vertical width of the light incident surface of the phase modulation element is larger than the horizontal width of the light incident surface. For this reason, even if the incident spot vibrates in the vertical direction in response to the vibration of the vehicle, this vehicle lamp can suppress a part of the incident spot from protruding from the incident surface of the phase modulation element, and the energy efficiency is reduced. Can be suppressed.
  • the size of the incident spot is set to a size that can include at least one modulation unit, and at least some of the plurality of modulation units are arranged in parallel in the vertical direction. . For this reason, in this vehicle lamp, even when the incident spot vibrates in the vertical direction in response to the vibration of the vehicle, light can enter one of the modulation units, and thus a predetermined light distribution pattern can be formed.
  • the incident spot may be longer in a specific direction than other directions, and the specific direction and the horizontal direction may be non-parallel.
  • the horizontal width of the incident spot can be reduced as compared with the case where the specific direction and the horizontal direction are parallel. Therefore, the horizontal width of the phase modulation element can be reduced as compared with the case where the specific direction and the horizontal direction are parallel, and the manufacturing cost of the vehicle lamp can be reduced.
  • the incident spot may have a longer shape in a specific direction than other directions, and the specific direction and the vertical direction may be non-parallel.
  • the vertical width of the incident spot can be reduced as compared with the case where the specific direction and the vertical direction are parallel. Therefore, when the incident spot vibrates in the vertical direction according to the vibration of the vehicle, a part of the incident spot protrudes from the incident surface of the phase modulation element, as compared with the case where the specific direction and the vertical direction are parallel to each other. Can be suppressed.
  • the plurality of modulation units are arranged in the vertical direction and the horizontal direction, and the number of the modulation units arranged in the vertical direction may be larger than the number of the modulation units arranged in the horizontal direction. good.
  • the incident spot in the vertical direction according to the vibration of the vehicle compared to the case where the number of modulators arranged in the vertical direction is smaller than the number of modulators arranged in the horizontal direction,
  • the incident spot in the vertical direction according to the vibration of the vehicle compared to the case where the number of modulators arranged in the vertical direction is smaller than the number of modulators arranged in the horizontal direction,
  • the number of modulators arranged in the vertical direction is smaller than the number of modulators arranged in the horizontal direction
  • the vehicle lamp has a plurality of the light sources, and the phase modulation element is provided for each of the plurality of light sources, and the phase modulation in which an optical path length with a corresponding light source among the plurality of the phase modulation elements is maximum.
  • the width of the incident spot in the element in the vertical direction may be equal to or less than the maximum width of the incident spot in the other phase modulation element in the vertical direction.
  • the amplitude of the vibration of the incident spot with respect to the phase modulation element tends to increase as the optical path length between the phase modulation element and the light source increases.
  • the vertical width of the incident spot in the phase modulation element in which the amplitude of vibration of the incident spot with respect to the phase modulation element is likely to be large is the largest of the vertical widths of the incident spots in other phase modulation elements. It shall be less than the width. For this reason, even if the vertical width of the incident surface of the phase modulation element and the optical path length between the phase modulation element and the light source are not adjusted, the incident light in the phase modulation element where the amplitude of the vibration of the incident spot with respect to the phase modulation element tends to be large. Part of the spot can be suppressed from protruding from the incident surface of the phase modulation element. Therefore, the degree of freedom of the size of the phase modulation element and the arrangement of the phase modulation element with respect to the light source can be improved.
  • a plurality of the light sources, the phase modulation element is provided for each of the plurality of light sources, and at least one phase modulation element is connected to at least one other phase modulation element and the other phase modulation element It may be formed integrally.
  • phase modulation elements are integrally formed, so that the number of parts can be reduced.
  • a vehicular lamp includes a light source for emitting light, and at least one modulation unit that diffracts the light from the light source to convert the light into a predetermined light distribution pattern.
  • An incident surface of the phase modulation element on which the light is incident, and an incident spot of the light on the phase modulation element has a shape longer in a predetermined direction than other directions, and
  • the size of the spot is a size that can include at least one of the modulators, and the longitudinal direction of the incident surface of the phase modulation element and the longitudinal direction of the incident spot are non-perpendicular. I do.
  • the vehicle lamp since the light from the light source can be incident on at least one modulation unit, a predetermined light distribution pattern can be formed by the modulation unit on which the light is incident. Further, in this vehicle lamp, as described above, the longitudinal direction of the incident surface of the phase modulation element is not perpendicular to the longitudinal direction of the incident spot. For this reason, in this vehicle lamp, compared to the case where the longitudinal direction of the incident surface of the phase modulation element is perpendicular to the longitudinal direction of the incident spot, the shape of the incident spot can be adjusted without adjusting the shape of the light from the light source. It is possible to suppress a part of the protrusion from the phase modulation element. Therefore, the vehicle lamp can suppress an increase in size while suppressing a decrease in energy efficiency.
  • a longitudinal direction of the incident surface of the phase modulation element may be parallel to a longitudinal direction of the incident spot.
  • a longitudinal direction of the incident surface of the phase modulation element may be a horizontal direction.
  • the light source includes a plurality of the light sources, the phase modulation element is provided for each of the plurality of light sources, and at least one of the phase modulation elements includes at least one of the other phase modulation elements. It may be connected to an element and formed integrally with the other phase modulation element.
  • phase modulation elements are integrally formed, so that the number of parts can be reduced.
  • the light source includes a plurality of the light sources, the phase modulation element is provided for each of the plurality of light sources, and at least two of the phase modulation elements are adjacent to and parallel to a specific direction.
  • the longitudinal direction of each of the incident surfaces of the at least two phase modulation elements may be parallel to the specific direction.
  • phase modulation elements are adjacently arranged in a specific direction.
  • a plurality of light sources corresponding to a plurality of phase modulation elements arranged in parallel may be arranged in parallel.
  • the light from the light source can be made incident on the phase modulation element without using a light guiding optical system that reflects the incident light to a desired position.
  • the longitudinal direction and the specific direction of the incident surfaces of the phase modulation elements arranged adjacent to each other are parallel to each other.
  • the distance between the centers of the adjacent phase modulation elements can be longer than in the case where the longitudinal direction and the specific direction of the plurality of phase modulation elements arranged adjacent to each other are perpendicular to each other. For this reason, in the case where a plurality of light sources are arranged in parallel as described above, as compared with the case where the longitudinal direction and the specific direction of each of the incidence surfaces of the plurality of phase modulation elements arranged in parallel are perpendicular to each other, The distance between adjacent light sources can be increased.
  • the vehicular lamp has a light source that is larger than a case where the longitudinal direction and the specific direction of the incident surfaces of the plurality of phase modulation elements arranged adjacent to each other are perpendicular to each other, Interference between adjacent light sources can be suppressed, and overheating of the light sources due to thermal interference between adjacent light sources can be suppressed.
  • a vehicle lighting device includes a plurality of light sources that emit light having different wavelengths from each other, and diffracts the light emitted from each of the plurality of light sources, to thereby determine a plurality of the light respectively. And at least one phase modulation element having the light distribution pattern described above, wherein incident sizes of at least two lights having different wavelengths in the phase modulation element are different from each other.
  • the sizes of incident spots of light having different wavelengths incident on the phase modulation element are allowed to be different. For this reason, it is not necessary to provide an optical component for adjusting the size of the incident spot of light having different wavelengths, and the number of components can be suppressed.
  • the sizes of the incident spots of the plurality of lights may all be different.
  • the size of the spot diameter can be adjusted more effectively, and the increase in the number of parts can be suppressed more effectively.
  • At least two of the lights may be incident on the common phase modulation element.
  • phase modulation elements By making different light incident on the common phase modulation element, the number of phase modulation elements can be reduced.
  • the phase modulation element may be an LCOS (Liquid Crystal On Silicon).
  • the phase modulation pattern of the phase modulation element can be appropriately changed. Further, different light can be made incident on a common phase modulation element to form a predetermined light distribution pattern.
  • the incident spot may be made larger as the total number of luminous fluxes among the at least two lights having different sizes of the incident spot is larger.
  • the energy of each light per unit area of the incident surface of the phase modulation element can be nearly equal. Therefore, it is possible to suppress a specific phase modulation element from being deteriorated earlier than other phase modulation elements.
  • the incident spot may be smaller as the light path length to the phase modulation element is longer.
  • the light having the smaller incident spot may be emitted from more light sources.
  • the incident spot of the light having a longer wavelength may be smaller.
  • a vehicle lighting device provides a light source that emits light of a predetermined wavelength, and a phase modulation element that diffracts the light emitted from the light source to make the light a predetermined light distribution pattern. And a spot moving unit that relatively moves the incident spot of the light in the phase modulation element with respect to the phase modulation element, and the phase modulation element is divided into a modulation unit that forms the light distribution pattern. And wherein at least one of the modulators is included in the incident spot.
  • the incident spot since the incident spot includes at least one modulation unit, the same light distribution pattern can be formed even when the position of the incident spot moves.
  • the incident spot since the incident spot relatively moves with respect to the phase modulation element, it is possible to suppress the light from being concentratedly incident on a specific area of the phase modulation element. High temperature can be suppressed. Therefore, generation of a region where a predetermined light distribution pattern is difficult to be formed is suppressed, and a desired light distribution pattern is easily obtained.
  • a relative movement distance of the incident spot is equal to or larger than a radius of the incident spot.
  • the power distribution of light at the incident spot is generally not uniform, and for example, a predetermined area such as the center area of the incident spot tends to be a power peak area.
  • a predetermined area such as the center area of the incident spot tends to be a power peak area.
  • the size of the peak area if the distance that the incident spot moves relative to the phase modulation element is equal to or greater than the radius of the incident spot, it is possible to suppress the peak areas from overlapping before and after the relative movement.
  • the temperature of a specific region of the phase modulation element can be effectively suppressed from rising.
  • the distance at which the incident spot relatively moves is equal to or greater than the radius of the incident spot
  • the distance is preferably equal to or greater than the diameter of the incident spot.
  • the incident spot may periodically move relatively.
  • the incident spot moves relative to each other periodically, it is possible to further suppress the light from entering the specific region of the phase modulation element for a long time. Therefore, the temperature of the specific region can be effectively suppressed from rising.
  • the spot moving unit may relatively move the incident spot in two or more directions.
  • the incident spot can be relatively moved over a wider range than when the incident spot moves relatively only in one direction. Therefore, it is possible to effectively suppress the temperature of a specific region of the phase modulation element from becoming high.
  • the phase modulation element may be an LCOS (Liquid Crystal On Silicon).
  • LCOS is a phase modulation element that changes the alignment pattern of liquid crystal molecules to cause a difference in refractive index in the liquid crystal layer.
  • the change in the alignment pattern in that region increases, so that it may be difficult to obtain a desired light distribution pattern.
  • a desired light distribution pattern is easily obtained even when the phase modulation element is an LCOS.
  • the spot moving section may move the light source.
  • Light sources tend to be lighter than phase modulation elements. For this reason, by configuring the spot moving unit to move the light source, it is easier to relatively move the incident spot. However, if the incident spot moves relative to the phase modulation element, the spot moving section may be configured to move the phase modulation element.
  • the vehicle lighting device when the spot moving unit moves the light source as described above, the vehicle lighting device further includes a circuit board that supplies power to the light source, and the light source moves with respect to the circuit board. You may.
  • the circuit board may include an elastic connection unit to which the light source is electrically connected.
  • the vehicle lighting device may include a plurality of the light sources that emit light having different wavelengths, and the phase modulation element may be provided for each of the plurality of light sources.
  • the vehicle lighting device includes a plurality of the light sources that emit light having different wavelengths, and at least two light sources among the plurality of light sources emit the light at a predetermined wavelength.
  • the plurality of lights that are switched in a cycle and emitted from the at least two light sources may enter the common phase modulation element.
  • phase modulation elements By providing a plurality of light sources that emit light of different wavelengths, light of a desired color can be generated.
  • a common phase modulation element for receiving light from at least two light sources, the number of phase modulation elements provided in the vehicle lamp can be reduced, and the number of parts and cost can be reduced. I can do it.
  • FIG. 1 is a view schematically showing a vehicle lamp according to a first embodiment as a first aspect of the present invention.
  • FIG. 2 is an enlarged view of the optical system unit shown in FIG. 1.
  • FIG. 3 is a front view of the phase modulation element assembly shown in FIG. 2.
  • FIG. 4 is a diagram schematically illustrating a part of a cross section in a thickness direction of the phase modulation element assembly illustrated in FIG. 3. It is a figure showing a light distribution pattern.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an optical system unit according to a second embodiment as a first aspect of the present invention, similarly to FIG. 2. It is a front view of the phase modulation element in a 3rd embodiment as the 1st mode of the present invention.
  • FIG. 1 is a view schematically showing a vehicle lamp according to a first embodiment as a first aspect of the present invention.
  • FIG. 2 is an enlarged view of the optical system unit shown in FIG. 1.
  • FIG. 3 is a front view of the phase modul
  • FIG. 13 is a diagram illustrating an optical system unit according to a fourth embodiment as a second aspect of the present invention, similarly to FIG. 2.
  • FIG. 9 is a front view of the phase modulation element assembly shown in FIG. 8. It is a figure showing roughly an optical system unit in a 5th embodiment as a 2nd mode of the present invention. It is a front view of the phase modulation element assembly shown in FIG.
  • FIG. 13 is a diagram showing an optical system unit in a sixth embodiment as a second aspect of the present invention, similarly to FIG. 2. It is a figure showing a part of lamp fixture in a 7th embodiment as a 3rd mode of the present invention.
  • FIG. 14 is a front view schematically showing the phase modulation element shown in FIG.
  • FIG. 16 is a front view schematically showing the phase modulation element shown in FIG. 15 together with an incident spot of light incident on the phase modulation element. It is a figure which shows a part of lamp part of the vehicle lamp which concerns on 9th Embodiment as 3rd aspect of this invention like FIG.
  • FIG. 15 is a front view showing a phase modulation element according to a tenth embodiment as a third aspect of the present invention together with an incident spot of light incident on the phase modulation element from a viewpoint similar to FIG. 14.
  • FIG. 17 is a diagram illustrating another example using the phase modulation element illustrated in FIG. 15 from a viewpoint similar to FIG. 16. It is a figure showing a part of lamp fixture in an 11th embodiment as a 4th mode of the present invention.
  • FIG. 21 is a front view schematically showing a part of the circuit board shown in FIG. 20.
  • FIG. 21 is a front view schematically showing the phase modulation element shown in FIG. 20.
  • FIG. 21 is a view showing a part of a lamp unit of a vehicle lamp according to a twelfth embodiment as a fourth aspect of the present invention, similarly to FIG. 20.
  • FIG. 21 is a view showing a part of a lamp unit of a vehicle lamp according to a thirteenth embodiment as a fourth aspect of the present invention, similarly to FIG. 20.
  • FIG. 1 is a diagram showing a vehicle lamp according to a first embodiment as a first aspect, and is a diagram schematically showing a vertical cross section of the vehicle lamp.
  • the vehicular lamp of the present embodiment is a headlamp for an automobile.
  • the headlights for automobiles are generally provided in each of the left and right directions in front of the vehicle, and the left and right headlights are configured substantially symmetrically in the left and right directions. Therefore, in this embodiment, one headlamp will be described.
  • the vehicle headlamp 1 of the present embodiment includes a housing 10 and a lamp unit 20 as main components.
  • the housing 10 includes a lamp housing 11, a front cover 12, and a back cover 13 as main components.
  • the front of the lamp housing 11 is open, and the front cover 12 is fixed to the lamp housing 11 so as to close the opening.
  • An opening smaller than the front is formed behind the lamp housing 11, and the back cover 13 is fixed to the lamp housing 11 so as to close the opening.
  • the space formed by the lamp housing 11, the front cover 12 closing the front opening of the lamp housing 11, and the back cover 13 closing the rear opening of the lamp housing 11 is a lamp room R.
  • the lamp unit 20 is accommodated therein.
  • the lamp unit 20 of the present embodiment includes a heat sink 30, a cooling fan 35, a cover 36, and an optical system unit 50 as main components, and is fixed to the housing 10 by a configuration (not shown).
  • the heat sink 30 has a metal base plate 31 extending in a substantially horizontal direction, and a plurality of heat radiation fins 32 are provided integrally with the base plate 31 on a lower surface side of the base plate 31.
  • the cooling fan 35 is arranged with a gap from the radiation fin 32 and is fixed to the heat sink 30.
  • the heat sink 30 is cooled by the airflow generated by the rotation of the cooling fan 35.
  • a cover 36 is disposed on the upper surface of the base plate 31 of the heat sink 30.
  • the cover 36 is fixed on the base plate 31 of the heat sink 30.
  • the cover 36 has a substantially rectangular shape, and is made of, for example, a metal such as aluminum.
  • the optical system unit 50 is housed in the space inside the cover 36.
  • An opening 36 ⁇ / b> H through which light emitted from the optical system unit 50 can pass is formed at the front of the cover 36.
  • it is preferable that these inner walls are subjected to black alumite processing or the like.
  • the inner wall of the cover 36 Since the inner wall of the cover 36 has a light absorbing property, even when the inner wall is irradiated with light due to unintended reflection or refraction, the irradiated light is reflected and emitted from the opening 36H in an unintended direction. Can be suppressed.
  • FIG. 2 is an enlarged view of the optical system unit shown in FIG. 2, illustration of the heat sink 30, the cover 36, and the like is omitted for easy understanding.
  • the optical system unit 50 of the present embodiment includes a first light emitting optical system 51R, a second light emitting optical system 51G, a third light emitting optical system 51B, a light guiding optical system 155, and a plurality of light emitting optical systems. And a phase modulation element assembly 54 in which the phase modulation elements are unitized.
  • the first light emitting optical system 51R includes a first light source 52R and a first collimating lens 53R.
  • the first light source 52R is a laser element that emits laser light in a predetermined wavelength band.
  • the first light source 52R is a semiconductor laser that emits red laser light having a peak power wavelength of, for example, 638 nm.
  • the optical system unit 50 has a circuit board (not shown), and the first light source 52R is mounted on the circuit board.
  • the first collimating lens 53R is a lens that collimates the laser light emitted from the first light source 52R in the fast axis direction and the slow axis direction.
  • the red light LR emitted from the first collimating lens 53R is emitted from the first light emitting optical system 51R.
  • a collimating lens for collimating the laser beam in the fast axis direction and a collimating lens for collimating the slow axis direction may be separately provided.
  • the second light emitting optical system 51G includes a second light source 52G and a second collimating lens 53G
  • the third light emitting optical system 51B includes a third light source 52B and a third collimating lens 53B.
  • Each of the light sources 52G and 52B is a laser element that emits laser light in a predetermined wavelength band.
  • the second light source 52G is a semiconductor laser that emits green laser light having a power peak wavelength of, for example, 515 nm
  • the third light source 52B emits blue laser light having a power peak wavelength of, for example, 445 nm.
  • Semiconductor lasers for this reason, in the present embodiment, the three light sources 52R, 52G, and 52B emit laser beams having predetermined wavelength bands different from each other.
  • the light sources 52G and 52B are respectively mounted on the circuit board, similarly to the first light source 52R.
  • the second collimating lens 53G is a lens that collimates the laser light emitted from the second light source 52G in the fast axis direction and the slow axis direction
  • the third collimating lens 53B is a fast axis of the laser light emitted from the third light source 52B. This lens collimates the direction and slow axis direction.
  • Green light LG emitted from the second collimating lens 53G is emitted from the second light emitting optical system 51G
  • blue light LB emitted from the third collimating lens 53B is emitted from the third light emitting optical system 51B.
  • a collimating lens for collimating the fast axis direction of the laser beam and a collimating lens for collimating the slow axis direction may be separately provided.
  • the light guide optical system 155 converts the light LR emitted from the first light emitting optical system 51R, the light LG emitted from the second light emitting optical system 51G, and the light LB emitted from the third light emitting optical system 51B into a phase modulation element set. Light is guided to the body 54.
  • the light guide optical system 155 of the present embodiment includes a reflection mirror 155m, a first optical element 155f, and a second optical element 155s.
  • the reflection mirror 155m reflects the light LR emitted from the first light emitting optical system 51R.
  • the first optical element 155f transmits the light LR reflected by the reflection mirror 155m and reflects the light LG emitted from the second light emitting optical system 51G.
  • the second optical element 155s transmits the light LR transmitted through the first optical element 155f and the light LG reflected by the first optical element 155f, and reflects the light LB emitted from the third light emitting optical system 51B.
  • a wavelength selection filter in which an oxide film is laminated on a glass substrate can be used. By controlling the type and thickness of the oxide film, it is possible to transmit light having a wavelength longer than a predetermined wavelength and reflect light having a wavelength shorter than this wavelength.
  • the light guide optical system 155 of this embodiment emits these lights LR, LG, and LB in parallel in the left-right direction without combining them, and makes these lights LR, LG, and LB incident on the phase modulation element assembly 54. Let it.
  • these lights LR, LG, and LB are arranged in parallel in a direction perpendicular to the plane of FIG.
  • the light LR is indicated by a solid line
  • the light LG is indicated by a broken line
  • the light LB is indicated by a dashed line
  • the lights LR, LG, and LB are shifted.
  • the phase modulation element assembly 54 diffracts incident light so that the light becomes a predetermined light distribution pattern.
  • the phase modulation element assembly 54 of the present embodiment is arranged such that the incident surface EF on which light is incident is inclined approximately 45 degrees with respect to the vertical direction, and the light LR, LG, LB emitted from the light guide optical system 155 is The light is incident on the incident surface EF.
  • the incident surface EF may be non-parallel to the horizontal direction.
  • the phase modulation element assembly 54 may be arranged so that the incident surface EF is substantially parallel to the vertical direction.
  • the optical path length from the phase modulation element assembly 54 to the first light source 52R of the first light emitting optical system 51R is from the phase modulation element assembly 54 to the second light source 52G of the second light emission optical system 51G. It is longer than the optical path length.
  • the optical path length from the phase modulation element assembly 54 to the second light source 52G of the second light emitting optical system 51G is longer than the optical path length from the phase modulation element assembly 54 to the third light source 52B of the third light emitting optical system 51B. long.
  • the phase modulation element assembly 54 includes a plurality of phase modulation elements. Specifically, the phase modulation element assembly 54 diffracts the light LR from the first light emitting optical system 51R to make the light LR a predetermined light distribution pattern, and the phase modulation element from the second light emitting optical system 51G. A phase modulation element that diffracts the light LG to make the light LG a predetermined light distribution pattern, and a phase modulation element that diffracts the light LB from the third light emitting optical system 51B to make the light LB a predetermined light distribution pattern And These three phase modulation elements are arranged in one direction, and the incident surface EF of the phase modulation element assembly 54 is formed by the light incident surface of these phase modulation elements.
  • each of these three phase modulation elements is a reflection-type phase modulation element that reflects and diffracts and emits incident light, and specifically, a reflection-type LCOS (Liquid Crystal On On Silicon). ).
  • the phase modulation element assembly 54 diffracts the light LR, LG, LB incident on the incident surface EF by the corresponding phase modulation element, and the first light DLR in which the red light LR is diffracted and the green light.
  • the second light DLG obtained by diffracting the LG and the third light DLB obtained by diffracting the blue light LB are emitted from the incident surface EF.
  • the light DLR, DLG, DLB emitted from the phase modulation element assembly 54 is emitted from the optical system unit 50.
  • the first light DLR is indicated by a solid line
  • the second light DLG is indicated by a broken line
  • the third light DLB is indicated by a dashed line.
  • phase modulation element assembly 54 of the present embodiment will be described in detail.
  • FIG. 3 is a front view of the phase modulation element assembly shown in FIG.
  • FIG. 3 is a front view of the phase modulation element assembly 54 viewed from the light incident surface EF side
  • FIG. 3 schematically shows the phase modulation element assembly 54.
  • the phase modulation element assembly 54 of the present embodiment is formed in a substantially rectangular shape that is long in the horizontal direction in a front view, and the entire area in the front view is the incident surface EF. For this reason, it can be understood that the incident surface EF of the phase modulation element assembly 54 is formed in a substantially rectangular shape that is long in the horizontal direction.
  • a direction parallel to the horizontal direction is defined as a horizontal direction
  • a direction perpendicular to the horizontal direction is defined as a vertical direction.
  • the horizontal direction is a direction parallel to the horizontal direction
  • the vertical direction is a direction parallel to the direction in which the vertical direction is projected on the incident surface EF, and is a direction parallel to the vertical direction in a front view.
  • the phase modulation element assembly 54 of the present embodiment includes a first phase modulation element 54R corresponding to the first light emission optical system 51R, a second phase modulation element 54G corresponding to the second light emission optical system 51G, and a third light emission optical system. And a third phase modulation element 54B corresponding to the system 51B.
  • the first phase modulating element 54R, the second phase modulating element 54G, and the third phase modulating element 54B are laterally adjacently arranged in parallel, and the second phase modulating element 54G is The three-phase modulation element 54B is connected. That is, the phase modulation element assembly has a configuration in which these phase modulation elements 54R, 54G, and 54B are integrally formed.
  • the drive circuit 60R is electrically connected to the phase modulation element assembly 54.
  • the drive circuit 60R has a scanning line drive circuit connected to the side of the phase modulation element assembly 54 and a data line drive circuit connected to one side of the phase modulation element assembly 54 in the vertical direction. Power is supplied to each of the phase modulation elements 54R, 54G, and 54B constituting the phase modulation element assembly 54 via the drive circuit 60R.
  • the vertical width of the first phase modulation element 54R, the vertical width of the second phase modulation element 54G, and the vertical width of the third phase modulation element 54B are equal to the vertical width H54 of the phase modulation element assembly 54. Is the same as The width WR of the first phase modulation element 54R in the horizontal direction, the width WG of the second phase modulation element 54G in the horizontal direction, and the width WB of the third phase modulation element 54B in the horizontal direction are determined in the vertical direction of the phase modulation element assembly 54. Is smaller than the width H54. That is, these phase modulation elements 54R, 54G, and 54B are formed in a substantially rectangular shape that is long in the vertical direction that is the vertical direction.
  • each of the light incidence surfaces of the phase modulation elements 54R, 54G, and 54B is also formed in a substantially rectangular shape that is long in the vertical direction, that is, the vertical direction.
  • the width H54 in the vertical direction of the incidence surface of the first phase modulation element 54R is set to be larger than the width WR in the horizontal direction of the incidence surface of the first phase modulation element 54R, and
  • the width H54 in the vertical direction is larger than the width WG in the horizontal direction of the incident surface of the second phase modulation element 54G, and the width H54 in the vertical direction of the incident surface of the third phase modulation element 54B is equal to that of the third phase modulation element 54B.
  • the width is larger than the width WB of the incident surface in the horizontal direction.
  • the horizontal width WG of the second phase modulation element 54G is substantially equal to the vertical width WB of the third phase modulation element 54B, and the horizontal width WR of the first phase modulation element 54R is These widths WG and WB are larger than these widths. For this reason, the widths WG and WB in the horizontal direction of the incidence surfaces of the phase modulation elements 54G and 54B are substantially the same, and the width WR in the horizontal direction of the incidence surface of the first phase modulation element 54R is larger than these widths WG and WB. It is assumed to be large.
  • the first phase modulating element 54R is composed of a plurality of modulating sections MPR divided in a matrix.
  • the second phase modulation element 54G is composed of a plurality of modulation sections MPG divided in a matrix
  • the third phase modulation element 54B is composed of a plurality of modulation sections MPB divided in a matrix.
  • these modulation sections MPR, MPG, and MPB are squares of the same size. For this reason, the number of the modulation units MPR arranged in the vertical direction is larger than the number of the modulation units MPR arranged in the horizontal direction.
  • the number of the modulation units MPG arranged in the vertical direction is larger than the number of the modulation units MPG arranged in the horizontal direction
  • the number of the modulation units MPB arranged in the vertical direction is larger than the number of modulation units MPB arranged in the horizontal direction.
  • Each of the modulators MPR, MPG, and MPB includes a plurality of dots arranged in a matrix, and diffracts and emits light incident on the modulators MPR, MPG, and MPB.
  • the red light LR emitted from the light guide optical system 155 enters the first phase modulation element 54R, and the first phase modulation element 54R emits a first light DLR obtained by diffracting the light LR.
  • Green light LG emitted from the light guide optical system 155 enters the second phase modulation element 54G, and the second phase modulation element 54G emits a second light DLG obtained by diffracting the light LG.
  • the blue light LB emitted from the light guiding optical system 155 is incident on the third phase modulation element 54B, and the third phase modulation element 54B emits a third light DLB obtained by diffracting the light LB.
  • FIG. 3 shows an incident spot SR which is an area irradiated with red light LR, an incident spot SG which is an area irradiated with green light LG, and an incident spot which is an area irradiated with blue light LB. SB and are shown.
  • the light sources 52R, 52G, and 52B are semiconductor lasers, the laser light emitted from the light sources 52R, 52G, and 52B propagates while spreading in an approximately elliptical shape.
  • the laser beams emitted from the light sources 52R, 52G, and 52B are collimated by the collimating lenses 53R, 53G, and 53B in the fast axis direction and the slow axis direction, respectively, but the shapes of the laser beams are not adjusted.
  • Lights LR, LG, and LB whose shapes have not been adjusted in this way exit from the light emitting optical systems 51R, 51G, and 51B, and enter the phase modulation element assembly 54 via the light guiding optical system 155, respectively.
  • the shapes of these lights LR, LG, and LB are not adjusted even in the light guide optical system 155, the shapes of the incident spots SR, SG, and SB are each substantially elliptical.
  • the size of the substantially elliptical incident spot SR is set to include at least one modulation portion MPR, and the major axis LAR of the incident spot SR is substantially parallel to the lateral direction.
  • the incident spot SR has an approximately elliptical shape elongated in the horizontal direction, and the longitudinal direction and the vertical direction of the incident spot SR are not parallel.
  • the size of the incident spot SG having a substantially elliptical shape is set to a size that can include at least one modulation portion MPG, and the major axis LAG of the incident spot SG is substantially parallel to the vertical direction.
  • the incident spot SG has a substantially elongated elliptical shape in the vertical direction, and the longitudinal direction and the horizontal direction of the incident spot SG are not parallel.
  • the size of the substantially elliptical incident spot SB is set to include at least one modulation portion MPB, and the major axis LAB of the incident spot SB is substantially parallel to the vertical direction.
  • the incident spot SB has a substantially elongated elliptical shape in the longitudinal direction, and the longitudinal direction and the lateral direction of the incident spot SB are non-parallel.
  • the vertical width SHR of the incident spot SR in the first phase modulation element 54R is smaller than the vertical width SHG of the incident spot SG in the second phase modulation element 54G. Further, the width SHG of the incident spot SG in the vertical direction is substantially the same as the width SHB of the incident spot SB in the third phase modulation element 54B in the vertical direction. Note that the width SHG and the width SHB may be different from each other.
  • FIG. 4 is a view schematically showing a part of a cross section in the thickness direction of the phase modulation element assembly shown in FIG.
  • the phase modulation element assembly 54 of the present embodiment includes a silicon substrate 62, a drive circuit layer 63, a plurality of electrodes 64, a reflective film 65, a liquid crystal layer 66, a transparent electrode 67, , And a light-transmitting substrate 68 as main components.
  • the plurality of electrodes 64 are arranged in a matrix on one surface of the silicon substrate 62 in one-to-one correspondence with the above-mentioned dots.
  • the drive circuit layer 63 is a layer in which circuits connected to the scan line drive circuit and the data line drive circuit of the drive circuit 60R shown in FIG. 3 are arranged, and is arranged between the silicon substrate 62 and the plurality of electrodes 64.
  • the translucent substrate 68 is arranged on one side of the silicon substrate 62 so as to face the silicon substrate 62, and is, for example, a glass substrate.
  • the transparent electrode 67 is disposed on the surface of the light transmitting substrate 68 on the silicon substrate 62 side.
  • the liquid crystal layer 66 has liquid crystal molecules 66 a and is arranged between the plurality of electrodes 64 and the transparent electrode 67.
  • the reflection film 65 is disposed between the plurality of electrodes 64 and the liquid crystal layer 66, and is, for example, a dielectric multilayer film.
  • the light LR emitted from the light guide optical system 155 enters from the incident surface EF of the light transmitting substrate 68 on the side opposite to the silicon substrate 62 side.
  • the phase of the light LR exiting from the liquid crystal layer 66 can be changed from the phase of the light LR entering the liquid crystal layer 66.
  • the plurality of electrodes 64 are arranged for each dot DT in each of the modulation units MPR, MPG, and MPB, the voltage applied between the electrode 64 and the transparent electrode 67 corresponding to each dot DT. Is controlled, the orientation of the liquid crystal molecules 66a changes, and the amount of change in the phase of light emitted from each dot DT can be adjusted according to each dot DT.
  • the phase modulation element assembly 54 adjusts the refractive index of the liquid crystal layer 66 in each dot to diffract incident light and emit the light, and change the light distribution pattern of the emitted light to a desired light distribution pattern. obtain.
  • the phase modulation element assembly 54 is irradiated with this light by changing the refractive index of the liquid crystal layer 66 in each dot, thereby changing the light distribution pattern of the emitted light or changing the direction of the emitted light. Area can be changed.
  • the same phase modulation pattern is formed in each modulation section MPR in the first phase modulation element 54R of the phase modulation element assembly 54. Further, the same phase modulation pattern is formed in each modulation section MPG of the second phase modulation element 54G, and the same phase modulation pattern is formed in each modulation section MPB of the third phase modulation element 54B.
  • the phase modulation pattern indicates a pattern that modulates the phase of incident light.
  • the phase modulation pattern is a pattern of the refractive index of the liquid crystal layer 66 in each dot DT, and is also a pattern of a voltage applied between the electrode 64 and the transparent electrode 67 corresponding to each dot DT. It can be understood. By adjusting this phase modulation pattern, the light distribution pattern of the emitted light can be made a desired light distribution pattern.
  • the respective phase modulation patterns in the modulators MPR, MPG, and MPB are different from each other.
  • the respective phase modulation patterns in the modulators MPR, MPG, and MPB are the first light DLR emitted from the first phase modulation element 54R and the second light emitted from the second phase modulation element 54G.
  • the phase modulation elements 54R, 54G, and 54B of the phase modulation element assembly 54 are formed by combining the light DLR, DLG, and DLB emitted from each of the phase modulation elements 54R, 54G, and 54B with a low beam light distribution pattern.
  • the incident light LR, LG, and LB are diffracted respectively so that This light distribution pattern includes the light intensity distribution.
  • the first light DLR emitted from the first phase modulation element 54R overlaps with the low beam light distribution pattern, and has the light intensity distribution based on the light intensity distribution of the low beam light distribution pattern. Is done.
  • the second light DLG emitted from the second phase modulation element 54G has a light intensity distribution based on the light intensity distribution of the low beam light distribution pattern while overlapping with the light distribution pattern of the low beam.
  • the third light DLB emitted from the third phase modulation element 54B overlaps the light distribution pattern of the low beam and has a light intensity distribution based on the light intensity distribution of the light distribution pattern of the low beam.
  • each of the phase modulation elements 54R, 54G, and 54B has a plurality of modulation sections MPR, MPG, and MPB that form the same phase modulation pattern, and each of the modulation sections MPR, MPG, and MPB has such a configuration.
  • the light LR, LG, and LB are each diffracted so as to have a suitable light distribution pattern.
  • the phase modulation elements 54R, 54G, and 54B are arranged such that the light distribution pattern of the light DLR, DLG, and DLB emitted from the phase modulation elements 54R, 54G, and 54B matches the low beam light distribution pattern. It is preferable to diffract the incident light LR, LG, LB.
  • the first phase modulation element 54R emits the red component light DLR of the low beam light distribution pattern
  • the second phase modulation element 54G emits the green component light DLG of the low beam light distribution pattern
  • the element 54B emits the blue component light DLB of the low beam light distribution pattern.
  • the first light source 52R emits red laser light
  • the second light source 52G emits green laser light
  • the third light source 52G emits green laser light
  • the light source 52B emits blue laser light.
  • the respective laser beams are emitted from the light emitting optical systems 51R, 51G, and 51B.
  • Lights LR, LG, and LB emitted from the light emitting optical systems 51R, 51G, and 51B enter the light guide optical system 155.
  • the light LR from the first light emitting optical system 51R is reflected by the reflecting mirror 155m, passes through the first optical element 155f and the second optical element 155s, and exits from the light guiding optical system 155.
  • the light LR emitted from the light guiding optical system 155 enters the first phase modulation element 54R of the phase modulation element assembly 54. That is, the light LR is guided by the light guide optical system 155 to the first phase modulation element 54R of the phase modulation element assembly 54.
  • Light LG from the second light emitting optical system 51G is reflected by the first optical element 155f, passes through the second optical element 155s, and emerges from the light guiding optical system 155.
  • the light LG emitted from the light guide optical system 155 enters the second phase modulation element 54G of the phase modulation element assembly 54. That is, the light LG is guided by the light guide optical system 155 to the second phase modulation element 54G of the phase modulation element assembly 54.
  • the light LB from the third light emitting optical system 51B is reflected by the second optical element 155s and exits from the light guiding optical system 155.
  • the light LB emitted from the light guide optical system 155 as described above enters the third phase modulation element 54B of the phase modulation element assembly 54. That is, the light LB is guided by the light guide optical system 155 to the third phase modulation element 54B of the phase modulation element assembly 54.
  • the first phase modulation element 54R of the phase modulation element assembly 54 diffracts the light LR incident on the first phase modulation element 54R and emits the first light DLR that is the light of the red component of the low beam light distribution pattern. I do.
  • the second phase modulation element 54G diffracts the light LG incident on the second phase modulation element 54G, and emits the second light DLG that is the green component light of the low beam light distribution pattern.
  • the third phase modulation element 54B diffracts the light LB incident on the third phase modulation element 54B, and emits the third light DLB that is the light of the blue component of the low beam light distribution pattern.
  • the lights DLR, DLG, and DLB emitted from the phase modulation element assembly 54 in this manner are radiated to the outside of the vehicle headlight 1 via the front cover 12.
  • these lights DLR, DLG, and DLB are radiated such that the regions irradiated with the respective lights overlap with each other at a focal position at a predetermined distance from the vehicle.
  • This focal position is, for example, a position 25 m away from the vehicle. Since the light obtained by combining these lights DLR, DLG, and DLB has a low beam light distribution pattern, the irradiated light is a low beam. It is preferable that the light DLR, DLG, and DLB be irradiated such that the outer shape of each light distribution pattern substantially matches at this focal position.
  • FIG. 5 is a diagram showing a light distribution pattern for nighttime illumination. Specifically, FIG. 5 (A) is a diagram showing a low beam light distribution pattern, and FIG. 5 (B) is a diagram showing a high beam light distribution pattern.
  • S indicates a horizontal line, and the light distribution pattern is indicated by a thick line.
  • the area PLA1 is the area having the highest light intensity, and the light intensity is increased in the order of the area PLA2 and the area PLA3. Lower.
  • each of the phase modulation elements 54R, 54G, and 54B of the phase modulation element assembly 54 diffracts light so that the combined light forms a light distribution pattern including a low beam intensity distribution.
  • light lower in intensity than the low beam may be emitted from the vehicle headlight 1 above the position where the low beam is emitted. This light is used as light OHS for sign recognition.
  • the light DLS, DLG, and DLB emitted from each of the phase modulation elements 54R, 54G, and 54B of the phase modulation element assembly 54 include the sign-observing light OHS.
  • a light distribution pattern for nighttime illumination is formed by the low beam and the light OHS for sign recognition.
  • the light distribution pattern for night illumination is not used only at night, but is also used in a dark place such as a tunnel.
  • the vehicle vibrates depending on the condition of the road surface, and the vehicle lamp vibrates similarly to the vehicle.
  • the vehicle lamp described in Patent Document 1 described above when the incident spot of the reference light in the hologram element vibrates with respect to the hologram element due to the vibration of the vehicle, and the reference light is not applied to a part of the hologram element. There is. For this reason, in this vehicular lamp, a predetermined light distribution pattern may not be formed due to the vibration of the vehicle, and there is a demand that a predetermined light distribution pattern be formed even if the vibration occurs.
  • the vehicle headlamp 1 as a first aspect includes light sources 52R, 52G, and 52B that emit light, a first phase modulation element 54R, a second phase modulation element 54G, and a third phase modulation. And a phase modulation element aggregate 54 having an element 54B.
  • the first phase modulation element 54R has a plurality of modulation sections MPR that diffract the light LR from the first light source 52R to make the light LR a predetermined light distribution pattern.
  • the second phase modulation element 54G has a plurality of modulation units MPG that diffract the light LG from the second light source 52G to make the light LG a predetermined light distribution pattern.
  • the third phase modulating element 54B has a plurality of modulating units MPB that diffract the light LB from the third light source 52B to make the light LB a predetermined light distribution pattern.
  • the vertical width H54 of the incident surface of the first phase modulation element 54R is larger than the horizontal width WR of the incident surface.
  • the vertical width H54 of the incident surface of the second phase modulation element 54G is larger than the horizontal width WG of the incident surface, and the vertical width H54 of the incident surface of the third phase modulation element 54B is The width is larger than the width WB of the incident surface in the horizontal direction.
  • the size of the incident spot SR of the light LR in the first phase modulation element 54R is set to a size that can include at least one modulation unit MPR
  • the size of the incident spot SG of the light LG in the second phase modulation element 54G is
  • the size of the incident spot SB of the light LB in the third phase modulation element 54B is set to a size that can include at least one modulation unit MPB.
  • At least some of the plurality of modulation units MPR are arranged in the vertical direction
  • at least some of the plurality of modulation units MPG are arranged in the vertical direction
  • at least some of the plurality of modulation units MPB are arranged in the vertical direction.
  • the incident spots SR, SG, SB of the light LR, LG, LB in each of the phase modulation elements 54R, 54G, 54B of the phase modulation element assembly 54 tend to vibrate in the vertical direction rather than the horizontal direction. That is, the incident spots SR, SG, and SB tend to oscillate in the vertical direction, in which the vertical direction is parallel to the direction projected on the incident surface EF, rather than the horizontal direction, which is parallel to the horizontal direction.
  • the vertical width H54 of the incident surface of each of the phase modulation elements 54R, 54G, 54B is the horizontal width WR, WG, of the incident surface. It is larger than WB. For this reason, even if the incident spots SR, SG, SB vibrate in the vertical direction in accordance with the vibration of the vehicle, a part of the incident spots SR, SG, SB can be phased. It is possible to suppress the modulation elements 54R, 54G, and 54B from protruding from the incident surfaces, and to suppress a decrease in energy efficiency.
  • the size of each of the incident spots SR, SG, and SB is set to a size that can include at least one of the modulation units MPR, MPG, and MPB. Is done. In addition, at least a part of each of the modulation units MPR, MPG, and MPB is arranged in the vertical direction. For this reason, in the vehicle headlamp 1 of the present embodiment, even when the incident spots SR, SG, and SB move in the vertical direction according to the vibration of the vehicle, the light LR may enter one of the modulation units MPR.
  • the light LG can be incident on any of the modulation units MPG, and the light LB can be incident on any of the modulation units MPG. Therefore, the vehicle headlamp 1 of the present embodiment can form the low beam light distribution pattern PL even in such a case.
  • the vehicle headlamp 1 of the present embodiment as a first aspect has a plurality of light sources 52R, 52G, 52B, and the light LR from the first light source 52R enters the phase modulation element assembly 54.
  • the optical path length from the phase modulation element aggregate 54 to the first light source 52R is longer than the optical path length from the phase modulation element aggregate 54 to the second light source 52G, and from the phase modulation element aggregate 54 to the second light source 52G. Is longer than the optical path length from the phase modulation element assembly 54 to the third light source 52B. That is, the optical path length from the first phase modulating element 54R to the first light source 52R is longer than the optical path length from the second phase modulating element 54G to the second light source 52G, and from the second phase modulating element 54G to the second light source 52G. Is longer than the optical path length from the third phase modulation element 54B to the third light source 52B.
  • the width SHR of the incident spot SR in the first phase modulation element 54R in the vertical direction is the width SHG of the incident spot SG in the second phase modulation element 54G in the vertical direction and the vertical direction of the incident spot SB in the third phase modulation element 54B. Is smaller than the width SHB. That is, the width SHR in the vertical direction of the incident spot SR in the first phase modulation element 54R having the maximum optical path length with the corresponding light source is the width in the vertical direction of the incident spots SG and SB in the other phase modulation elements 54G and 54B. The width is set to be equal to or less than the maximum width of SHG and SHB.
  • the vertical width SHR of the incident spot SR in the first phase modulation element 54R in which the amplitude of the vibration of the incident spot with respect to the phase modulation element tends to be large is equal to the other phase modulation element 54G , 54B are smaller than the vertical width of the incident spots SG, SB.
  • the phase of the incident spot can be adjusted without adjusting the vertical width of the incident surface of each of the phase modulation elements 54R, 54G, and 54B and the optical path length between the phase modulation elements 54R, 54G, and 54B and the light sources 52R, 52G, and 52B. It is possible to prevent a part of the incident spot SR in the first phase modulation element 54R, in which the amplitude of the vibration with respect to the modulation element is likely to be large, from protruding from the incident surface of the phase modulation element 54R. Therefore, the size of the phase modulation elements 54R, 54G, 54B and the degree of freedom in the arrangement of the phase modulation elements 54R, 54G, 54B with respect to the light sources 52R, 52G, 52B can be improved.
  • the phase modulation element assembly 54 is configured such that the first phase modulation element 54R and the third phase modulation element 54B are connected to the second phase modulation element 54G. Then, the phase modulation elements 54R, 54G and 54B are integrally formed. Therefore, in the vehicle headlamp 1 of the present embodiment, the number of components can be reduced as compared with the case where these phase modulation elements 54R, 54G, 54B are separately provided.
  • the incident spot SR in the first phase modulation element 54R has a substantially elliptical shape elongated in a specific direction, and the longitudinal direction of the incident spot SR Is made non-parallel to the vertical direction which is the vertical direction. Therefore, the vertical width SHR of the incident spot SR can be reduced as compared with the case where the vertical direction is parallel to a specific direction that is the longitudinal direction of the incident spot SR.
  • the incident spot SR vibrates in the vertical direction in accordance with the vibration of the vehicle as compared with the case where the vertical direction and the specific direction, which is the longitudinal direction of the incident spot SR, are parallel, the incident spot SR The portion can be suppressed from protruding from the incident surface of the phase modulation element 54R.
  • a specific direction which is the longitudinal direction of the incident spot SR as in the present embodiment is used.
  • the direction is parallel to the horizontal direction, which is the horizontal direction.
  • the incident spot SG in the second phase modulation element 54G has a substantially elliptical shape elongated in a specific direction, and the longitudinal direction of the incident spot SG. And the horizontal direction, which is the horizontal direction, are non-parallel.
  • the incident spot SB in the third phase modulation element 54B has a substantially elliptical shape elongated in a specific direction, and the specific direction that is the longitudinal direction of the incident spot SB and the horizontal direction that is the horizontal direction are non-parallel.
  • the horizontal width of the phase modulation elements 54G and 54B in the horizontal direction can be reduced as compared with the case where the specific direction that is the longitudinal direction of the incident spots SG and SB is parallel to the horizontal direction. As a result, the manufacturing cost of the vehicle headlamp 1 can be reduced.
  • a specific direction that is the longitudinal direction of the incident spots SG and SB and a vertical direction that is the vertical direction. are preferably parallel.
  • the number of the modulation units MPR arranged in the vertical direction is larger than the number of the modulation units MPR arranged in the horizontal direction.
  • the number of the modulation units MPG arranged in the vertical direction is larger than the number of the modulation units MPG arranged in the horizontal direction
  • the number of the modulation units MPB arranged in the vertical direction is larger than the number of modulation units MPB arranged in the horizontal direction. There are more than the number of parts MPB.
  • the incident spot SR vibrates in the vertical direction according to the vibration of the vehicle, as compared with the case where the number of the modulation sections MPR arranged in the vertical direction is smaller than the number of the modulation sections MPR arranged in the horizontal direction.
  • the light LR from the first light source 52R can be easily incident on any one of the modulation units MPR.
  • the light LG from the second light source 52G can be easily incident on any of the modulation sections MPG.
  • the light LB from the third light source 52B can be easily incident on any of the modulation sections MPB.
  • FIG. 6 is a diagram showing the optical system unit according to the second embodiment as the first aspect of the present invention, similarly to FIG. In FIG. 6, illustration of the heat sink 30, the cover 36, and the like is omitted for easy understanding.
  • the optical system unit 50 of the present embodiment is different from the optical system unit 50 in that the phase modulating elements 54R, 54G, and 54B are separated from each other, and that the optical modulating unit This is different from the optical system unit 50 of the first embodiment.
  • phase modulation elements 54R, 54G, 54B of the present embodiment is an LCOS, similarly to the phase modulation elements 54R, 54G, 54B of the first embodiment. Further, the phase modulation element 54R is formed in a substantially rectangular shape which is long in the vertical direction when viewed from the incident surface EFR side where light is incident. For this reason, the width in the vertical direction of the incident surface EFR of the first phase modulation element 54R is larger than the width in the horizontal direction of the incident surface EFR of the first phase modulation element 54R.
  • a plurality of modulation sections MPR arranged in a matrix are formed in the first phase modulation element 54R, and the number of modulation sections MPR arranged in the vertical direction in the first phase modulation element 54R is arranged in the horizontal direction. It is larger than the number of modulation sections MPR.
  • Light LR from the first light source 52R enters the first phase modulation element 54R, and the first phase modulation element 54R emits a first light DLR obtained by diffracting the light LR.
  • the shape of the light LR from the first light source 52R which is a semiconductor laser, is not adjusted, the shape of the incident spot SR in the first phase modulation element 54R is substantially elliptical. Is done.
  • the size of the substantially elliptical incident spot SR is set to a size that can include at least one modulation portion MPR, and the major axis LAR of the incident spot SR is in the horizontal direction. Is substantially parallel to the lateral direction.
  • the second phase modulation element 54G of the present embodiment is formed in a substantially rectangular shape that is long in the vertical direction when viewed from the incident surface EFG side where light is incident. For this reason, the width in the vertical direction of the incident surface EFR of the second phase modulation element 54G is larger than the width in the horizontal direction of the incident surface EFR of the second phase modulation element 54G.
  • a plurality of modulation sections MPR arranged in a matrix are formed in the second phase modulation element 54G, and the number of modulation sections MPG arranged in the vertical direction in the second phase modulation element 54G is arranged in the horizontal direction. It is larger than the number of modulation sections MPG.
  • the second phase modulation element 54G emits a second light DLG obtained by diffracting the light LG.
  • the shape of the light LG from the second light source 52G which is a semiconductor laser
  • the shape of the incident spot SG in the second phase modulation element 54G is substantially elliptical. Is done.
  • the size of the substantially elliptical incident spot SG is set to a size that can include at least one modulation portion MPG, and the major axis LAG of the incident spot SG is set in the vertical direction. Is substantially parallel to the vertical direction.
  • the third phase modulation element 54B of the present embodiment is formed in a substantially rectangular shape that is long in the vertical direction when viewed from the side of the incident surface EFB where light is incident. For this reason, the vertical width of the incident surface EFB of the third phase modulation element 54B is larger than the horizontal width of the incident surface EFB of the third phase modulation element 54B.
  • a plurality of modulation sections MPB arranged in a matrix are formed in the third phase modulation element 54B, and the number of modulation sections MPB arranged in the vertical direction in the third phase modulation element 54B is arranged in the horizontal direction. It is larger than the number of modulation sections MPB.
  • the third phase modulation element 54B emits a third light DLB obtained by diffracting the light LB.
  • the shape of the light LB from the third light source 52B which is a semiconductor laser
  • the shape of the incident spot SB in the third phase modulation element 54B is substantially elliptical. Is done.
  • the size of the substantially elliptical incident spot SB is set to a size that can include at least one modulation portion MPB, and the major axis LAB of the incident spot SB is set in the vertical direction. Is substantially parallel to the vertical direction.
  • the composite optical system 55 of the present embodiment has a first optical element 55f and a second optical element 55s.
  • the first optical element 55f is an optical element that combines the first light DLR emitted from the first phase modulation element 54R and the second light DLG emitted from the second phase modulation element 54G.
  • the first optical element 55f combines the first light DLR and the second light DLG by transmitting the first light DLR and reflecting the second light DLG.
  • the second optical element 55s is an optical element that combines the first light DLR and the second light DLG combined by the first optical element 55f and the third light DLB emitted from the third phase modulation element 54B. Element.
  • the second optical element 55 s transmits the first light DLR and the second light DLG combined by the first optical element 55 f and reflects the third light DLB to form the first light DLR.
  • the DLR, the second light DLG, and the third light DLB are combined.
  • a first optical element 55f and a second optical element 55s there can be mentioned a wavelength selection filter in which an oxide film is laminated on a glass substrate. By controlling the type and thickness of the oxide film, it is possible to transmit light having a wavelength longer than a predetermined wavelength and reflect light having a wavelength shorter than this wavelength.
  • the first light DLR, the second light DLG, and the third light DLB are combined in the combining optical system 55, and this light is emitted from the combining optical system 55.
  • the first light DLR is indicated by a solid line
  • the second light DLG is indicated by a broken line
  • the third light DLB is indicated by a chain line, and these lights DLR, DLG, and DLB are shifted. It is shown.
  • the phase modulation elements 54R, 54G, and 54B are low-beam light distribution patterns in which light DLR, DLG, and DLB emitted from each of the phase modulation elements 54R, 54G, and 54B are combined by the combining optical system 55.
  • Light LR, LG, and LB from light sources 52R, 52G, and 52B are diffracted, respectively, so as to be PL.
  • the first light DLR which is the light of the red component of the low beam light distribution pattern PL
  • the green light component of the low beam light distribution pattern PL is emitted from the second phase modulation element 54G.
  • the second light DLG which is the light of the second light
  • the third light DLB which is the light of the blue component of the low beam light distribution pattern PL, is emitted from the third phase modulation element 54B.
  • these lights DLR, DLG, and DLB are combined in the combining optical system 55, and the combined white light is emitted from the opening 36H of the cover 36, and this light is transmitted through the front cover 12 to the front of the vehicle.
  • the light is emitted from the illumination light 1. Since this light has a light distribution pattern PL of a low beam, the irradiated light is a low beam.
  • the vehicle headlamp 1 of the present embodiment has the incident spots SR, SG, and SB even when the incident spots SR, SG, and SB vibrate in the vertical direction according to the vibration of the vehicle. Can be suppressed from protruding from the incident surfaces EFR, EFG, EFB of the phase modulation elements 54R, 54G, 54B, and a decrease in energy efficiency can be suppressed.
  • the vehicle headlamp 1 of the present embodiment similarly to the first embodiment, even if the incident spots SR, SG, SB vibrate in the vertical direction according to the vibration of the vehicle, any one of the modulation units
  • the light LR may be incident on the MPR
  • the light LG may be incident on any of the modulation units MPG
  • the light LB may be incident on any of the modulation units MPB. Therefore, the vehicle headlamp 1 of the present embodiment can form the low beam light distribution pattern PL even in such a case.
  • the optical system unit 50 of the present embodiment is mainly different from the optical system unit 50 of the first embodiment in that a single phase modulation element 54S is provided instead of the phase modulation element assembly 54.
  • FIG. 7 is a front view of the phase modulation element according to the third embodiment as the first aspect of the present invention. Note that FIG. 7 is a front view of the phase modulation element 54S viewed from the light incident surface side, and FIG. 7 schematically shows the phase modulation element 54S.
  • the configuration of the phase modulation element 54S is the same as the configuration of the phase modulation element 54R of the first embodiment.
  • the phase modulation element 54S of the present embodiment is formed in a substantially rectangular shape that is long in the vertical direction, which is the vertical direction, as viewed from the incident surface side where light is incident. Therefore, the width H54 in the vertical direction of the incident surface of the phase modulation element 54S is set to be larger than the width WS in the horizontal direction of the incident surface of the phase modulation element 54S.
  • a plurality of modulation sections MPS arranged in a matrix are formed in the phase modulation element 54S.
  • the number of the modulation units MPS arranged in the vertical direction is larger than the number of the modulation units MPS arranged in the horizontal direction.
  • the modulation unit MPS includes a plurality of dots arranged in a matrix, as in the modulation unit MPR of the first embodiment, and diffracts and emits light incident on the modulation unit MPS.
  • the light LR, LG, and LB emitted from the light emitting optical systems 51R, 51G, and 51B are guided to the phase modulation element 54S by the light guiding optical system 155, as in the first embodiment.
  • the light enters the element 54S.
  • the incidence of these lights LR, LG, and LB on the phase modulation element 54S will be described below with reference to FIG.
  • the power supplied to the light sources 52R, 52G, and 52B is adjusted, and laser light is emitted alternately for each of the light sources 52R, 52G, and 52B, and alternately for each of the light emitting optical systems 51R, 51G, and 51B.
  • Light LR, LG, LB is emitted.
  • the first light emitting optical system 51R emits light LR
  • the second light emitting optical system 51G and the third light emitting optical system 51B do not emit light LG and LB
  • the second light emitting optical system 51G emits light LG.
  • the third light emitting optical system 51B emits light LB
  • the first light emitting optical system 51R and the third light emitting optical system 51B do not emit light LR and LB.
  • the system 51R and the second light emitting optical system 51G do not emit the light LR and LG.
  • the emission of laser light for each of the light sources 52R, 52G, and 52B is sequentially switched, and the emission of light LR, LG, and LB for each of the light-emitting optical systems 51R, 51G, and 51B is sequentially switched. Therefore, lights LR, LG, and LB having different wavelength bands from the light emitting optical systems 51R, 51G, and 51B sequentially enter the phase modulation element 54S.
  • the phase modulation element 54S sequentially emits light DLR, DLG, DLB obtained by diffracting the incident light LR, LG, LB.
  • the optical path length from the phase modulation element 54S to the first light source 52R is longer than the optical path length from the phase modulation element 54S to the second light source 52G, and the phase modulation The optical path length from the element 54S to the second light source 52G is longer than the optical path length from the phase modulation element 54S to the third light source 52B.
  • FIG. 7 shows an incident spot SR which is an area irradiated with red light LR, an incident spot SG which is an area irradiated with green light LG, and an incident spot which is an area irradiated with blue light LB. SB and are shown.
  • the incident spot SR is indicated by a solid line
  • the incident spot SG is indicated by a broken line
  • the incident spot SB is indicated by a chain line.
  • the shapes of the light LR, LG, and LB from the light sources 52R, 52G, and 52B, which are semiconductor lasers are not adjusted, these lights LR, LG, and LB in the phase modulation element 54S are not adjusted.
  • the shapes of the incident spots SR, SG, and SB of the LB are substantially elliptical.
  • the size of each of the substantially elliptical incident spots SR, SG, and SB is set to a size that can include at least one modulation unit MPS.
  • the incident spots SR, SG, SB overlap each other.
  • the incident spot SR has a substantially elliptical shape elongated in the horizontal direction, and the longitudinal direction and the vertical direction of the incident spot SR are not parallel.
  • the incident spot SG has a generally elongated elliptical shape in the longitudinal direction, and the longitudinal direction and the lateral direction of the incident spot SG are non-parallel.
  • the incident spot SB has a substantially elliptical shape elongated in the vertical direction, and the longitudinal direction and the horizontal direction of the incident spot SB are non-parallel.
  • the vertical width of the incident spot SR is smaller than the vertical width of the incident spot SG, and the vertical width of the incident spot SG is substantially equal to the vertical width of the incident spot SB. The same.
  • the emission of light from the phase modulation element 54S of the present embodiment will be described. Specifically, a case will be described as an example in which the vehicle headlamp 1 emits light of the low beam light distribution pattern PL.
  • the phase modulation element 54S changes the phase modulation pattern in synchronization with the switching of the emission of the laser light for each of the light sources 52R, 52G, 52B as described above. Specifically, when the light LR from the light source 52R is incident, the phase modulation element 54S is a phase modulation pattern corresponding to the light source 52R, and the first light DLR emitted from the phase modulation element 54S is A phase modulation pattern that becomes light of the red component of the low beam light distribution pattern. Therefore, when the light LR from the light source 52R is incident, the phase modulation element 54S emits the first light DLR that is the light of the red component of the low beam light distribution pattern.
  • the phase modulation element 54S When the light LG from the light source 52G is incident, the phase modulation element 54S is a phase modulation pattern corresponding to the light source 52G, and the second light DLG emitted from the phase modulation element 54S has a low beam distribution. A phase modulation pattern that becomes light of a green component of the light pattern. Therefore, when the light LG from the light source 52G is incident, the phase modulation element 54S emits the second light DLG that is the green component light of the low beam light distribution pattern. When the light LB from the light source 52B is incident, the phase modulation element 54S is a phase modulation pattern corresponding to the light source 52B, and the third light DLB emitted from the phase modulation element 54S has a low beam distribution.
  • phase modulation element 54S emits the third light DLB that is the light of the blue component of the low beam light distribution pattern.
  • the phase modulation element 54S changes the phase modulation pattern according to the wavelength bands of the light LR, LG, and LB incident on the first light DLR, which is the light of the red component of the low beam, and the low light
  • the second light DLG which is light of a green component
  • the third light DLB which is light of a low-beam blue component, are sequentially emitted.
  • These lights DLR, DLG, and DLB are respectively emitted from the openings 36H of the cover 36, and are sequentially irradiated to the outside of the vehicle headlight 1 via the front cover 12.
  • the first light DLR, the second light DLG, and the third light DLB are radiated such that regions illuminated by the respective lights overlap with each other at a focal position at a predetermined distance from the vehicle.
  • This focal position is, for example, a position 25 m away from the vehicle.
  • the first light DLR, the second light DLG, and the third light DLB are emitted such that the outlines of the regions to which the respective lights DLR, DLG, and DLB are irradiated substantially coincide at this focal position. Is preferred.
  • the lengths of the emission times of the laser beams emitted from the light sources 52R, 52G, and 52B are substantially the same, and the lengths of the emission times of the lights DLR, DLG, and DLB are also approximately equal. Will be the same.
  • the person can recognize that light in which the lights of different colors are combined is irradiated by the afterimage effect.
  • the time from when the first light source 52R emits the laser light to when the first light source 52R emits the laser light is shorter than the time resolution of human vision, the time of human vision is reduced.
  • Lights DLR, DLG, and DLB emitted from the phase modulation element 54S are repeatedly irradiated with a period shorter than the resolution, and the red light DLR, the green light DLG, and the blue light DLB are combined by an afterimage effect.
  • the lengths of the emission times of the lights DLR, DLG, and DLB are substantially the same, and the intensity of the laser light emitted from the light sources 52R, 52G, and 52B is the same as that of the first embodiment. It has a predetermined strength. For this reason, the color of the light combined by the afterimage effect is the same white as the light combined with the lights DLR, DLG, and DLB in the first embodiment. Further, the light distribution pattern of the light obtained by combining the light DLR, DLG, and DLB is the light distribution pattern PL of the low beam. Therefore, the light distribution pattern of the light obtained by combining the light DLR, DLG, and DLB by the afterimage effect is also low beam It becomes the light distribution pattern PL. In this manner, the light of the low beam light distribution pattern PL is emitted from the vehicle headlamp 1.
  • the cycle of repeatedly emitting laser light from the light sources 52R, 52G, and 52B is preferably 1/15 s or less from the viewpoint of suppressing the flicker of light combined by the afterimage effect.
  • the temporal resolution of human vision is approximately 1/30 s.
  • the flicker of light can be suppressed if the light emission cycle is about twice. If this cycle is 1/30 s or less, it substantially exceeds the temporal resolution of human vision. Therefore, it is possible to further suppress the flicker of light.
  • this cycle is 1/60 s or less.
  • the vertical width H54 of the incident surface of the phase modulation element 54S is larger than the horizontal width WS of the incident surface.
  • the size of the incident spots SR, SG, and SB in the phase modulation element 54S is set to a size that can include at least one modulation unit MPS, and at least some of the plurality of modulation units MPS are arranged in parallel in the vertical direction. You. Therefore, similarly to the first embodiment, the vehicle headlamp 1 of the present embodiment has a low beam light distribution pattern even when the incident spots SR, SG, and SB move in the vertical direction according to the vibration of the vehicle. PL may be formed.
  • the vertical width of the incident spot SR having the maximum optical path length with the corresponding light source is the largest width among the vertical widths of the other incident spots SG and SB. It is as follows.
  • the vehicle headlamp 1 of the present embodiment includes the vertical width H54 of the incident surface of the phase modulation element 54S, the phase modulation element 54S, and the light sources 52R, 52G, 52B in the same manner as in the first embodiment. Even if the optical path length of the incident light spot is not adjusted, it is possible to suppress a part of the incident spot SR where the amplitude of the vibration of the incident spot with respect to the phase modulation element 54S is likely to increase from protruding from the incident surface of the phase modulation element 54S.
  • the incident spot SR has a substantially elliptical shape elongated in a specific direction, and the specific direction which is the longitudinal direction of the incident spot SR is not parallel to the vertical direction which is the vertical direction. Accordingly, the vehicle headlamp 1 according to the present embodiment has a vehicle headlamp 1 similar to the first embodiment, as compared with the case where the vertical direction is parallel to a specific direction which is the longitudinal direction of the incident spot SR.
  • the incident spot SR vibrates in the vertical direction according to the vibration, it is possible to suppress a part of the incident spot SR from protruding from the incident surface of the phase modulation element 54R.
  • the number of the modulation units MPS arranged in the vertical direction is larger than the number of the modulation units MPS arranged in the horizontal direction.
  • the light is incident according to the vibration of the vehicle as compared with the case where the number of the modulation units MPS arranged in the vertical direction is smaller than the number of the modulation units MPS arranged in the horizontal direction.
  • the spots SR, SG, and SB vibrate in the vertical direction, the light LR, LG, and LB from the light sources 52R, 52G, and 52B can be easily incident on any of the modulation units MPG.
  • the vehicle headlamp 1 of the present embodiment can use a phase modulation element that diffracts the light LR, LG, and LB from the three light sources 52R, 52G, and 52B as a common phase modulation element. Points can be reduced or downsized.
  • a vehicle lamp as a first aspect includes a light source, and a phase modulation element having a plurality of modulation units that diffracts light from the light source to make the light a predetermined light distribution pattern,
  • the width in the vertical direction of the light incidence surface of the modulation element is greater than the width of the light incidence surface in the horizontal direction, and the size of the light incident spot on the phase modulation element includes at least one modulation unit.
  • the size is not particularly limited as long as it is a size that can be adjusted and at least some of the plurality of modulating units are arranged in parallel in the vertical direction of the phase modulating element.
  • the vehicle lamp having such a configuration even when the incident spot vibrates in the vertical direction according to the vibration of the vehicle, a part of the incident spot can be suppressed from protruding from the incident surface of the phase modulation element, and energy efficiency can be reduced. The decrease can be suppressed. Further, in the vehicle lamp, even when the incident spot vibrates in the vertical direction in accordance with the vibration of the vehicle, light can enter one of the modulation units, and thus can form a predetermined light distribution pattern.
  • the vehicle headlamp 1 as the vehicle lamp irradiates the low beam
  • the vehicle lamp as the first mode irradiates the low beam.
  • the emitted light is not limited to the low beam.
  • the vehicular lamp may irradiate a high beam or irradiate light forming an image.
  • the vehicular lamp emits a high beam
  • light of a high beam light distribution pattern PH which is a light distribution pattern for nighttime illumination shown in FIG. 5B is applied.
  • the area PHA1 is an area having the highest light intensity
  • the area PHA2 is an area having a lower light intensity than the area PHA1.
  • each of the phase modulation elements 54R, 54G, and 54B in the phase modulation element assembly 54 of the first embodiment diffracts light so that the combined light forms a light distribution pattern including a high beam intensity distribution. It is said. Further, each of the phase modulation elements 54R, 54G, 54B of the second embodiment as the first aspect diffracts light so that the combined light forms a light distribution pattern including a high beam intensity distribution. Is done. Further, the phase modulation element 54S of the third embodiment diffracts light so that the light combined by the afterimage effect forms a light distribution pattern including a high beam intensity distribution.
  • the direction of the light emitted from the vehicular lamp and the position where the vehicular lamp is attached to the vehicle are not particularly limited.
  • the phase modulation elements 54R, 54G, 54B, 54S are reflection type phase modulation elements.
  • the phase modulation element for example, an LCD (Liquid Crystal Display), which is a liquid crystal panel, a GLV (Grating Light Valve) in which a plurality of reflectors are formed on a silicon substrate, a diffraction grating, or the like may be used.
  • the LCD is a transmission type phase modulation element. This LCD controls the voltage applied between a pair of electrodes sandwiching the liquid crystal layer in each dot to control the phase of light emitted from each dot, similarly to the LCOS which is a reflective liquid crystal panel.
  • the change amount is adjusted, and the light distribution pattern of the emitted light can be made a desired light distribution pattern.
  • This pair of electrodes is a transparent electrode.
  • GLV is a reflection type phase modulation element. By electrically controlling the deflection of the reflector, the GLV can diffract incident light and emit the light, and can change the light distribution pattern of the emitted light to a desired light distribution pattern.
  • the first phase modulation element 54R, the second phase modulation element 54G, and the third phase modulation element 54B of the phase modulation element assembly 54 are adjacently arranged in parallel in the horizontal direction. It had been. However, these phase modulation elements 54R, 54G, 54B may be arranged in the vertical direction, or may be arranged in the vertical and horizontal directions.
  • the light guide optical system 155 includes the reflection mirror 155m, the first optical element 155f, and the second optical element 155s.
  • the light guiding optical system 155 only needs to guide the light LR, LG, LB emitted from each of the light emitting optical systems 51R, 51G, 51B to the phase modulation element assembly 54 or the phase modulation element 54S.
  • the configuration is not limited to the configuration of the embodiment or the third embodiment.
  • the light guide optical system 155 may not include the reflection mirror 155m.
  • the light LR emitted from the first light emitting optical system 51R is made incident on the first optical element 155f.
  • a band-pass filter that transmits light in a predetermined wavelength band and reflects light in another wavelength band is used for the first optical element 155f and the second optical element 155s. You may be.
  • the optical system unit 50 converts the light LR, LG, and LB emitted from the light emitting optical systems 51R, 51G, and 51B into the phase modulation element aggregate 54 and A light guide optical system 155 for guiding to the phase modulation element 54S was provided.
  • the optical system unit 50 may not include the light guide optical system 155.
  • the light-emitting optical systems 51R, 51G, and 51B are arranged so that these lights LR, LG, and LB are incident on the phase modulation element assembly 54 and the phase modulation element 54S.
  • the first optical element 55f transmits the first light DLR and reflects the second light DLG, thereby forming the first light DLR and the second light DLR.
  • the second optical element 55s transmits the first light DLR and the second light DLG combined by the first optical element 55f and reflects the third light DLB to combine the first light DLR and the third light DLB.
  • the light DLR, the second light DLG, and the third light DLB were synthesized. However, for example, the third light DLB and the second light DLG are combined in the first optical element 55f, and the third light DLB and the second light DLB combined in the first optical element 55f are combined in the second optical element 55s.
  • the light DLG and the first light DLR may be configured to be combined.
  • the first light source 52R, the first collimating lens 53R, and the first phase modulating element 54R are connected to the third light source 52B, the third collimating lens 53B, and the third phase modulating element 54B.
  • the positions are swapped.
  • a bandpass filter that transmits light in a predetermined wavelength band and reflects light in another wavelength band may be used for the first optical element 55f and the second optical element 55s.
  • the combining optical system 55 may combine the lights DLR, DLG, and DLB emitted from the respective phase modulation elements 54R, 54G, and 54B. Not limited.
  • the optical system unit 50 includes the combining optical system 55 that combines the first light DLR, the second light DLG, and the third light DLB.
  • the optical system unit 50 may not include the combining optical system 55.
  • the phase modulation elements 54R, 54G, and 54B are combined so that the light DLRs, DLGs, and DLBs emitted from the respective phase modulation elements 54R, 54G, and 54B are combined. , Diffracts the incident light LR, LG, LB.
  • the optical system unit 50 does not include a combining optical system that combines the first light DLR, the second light DLG, and the third light DLB.
  • the optical system unit 50 of the first embodiment may include a combining optical system, as in the second embodiment.
  • the optical system unit 50 guides the light LR, LG, LB emitted from the light emitting optical systems 51R, 51G, 51B to the phase modulation elements 54R, 54G, 54B. There was no optical system.
  • the optical system unit 50 of the second embodiment may include a light guide optical system, as in the first embodiment.
  • the lamp unit 20 does not include the imaging lens system including the imaging lens.
  • the lamp unit 20 may include an imaging lens system, and may emit light emitted from the optical system unit 50 via the imaging lens system.
  • the light distribution pattern of the emitted light can be easily made to be a wider light distribution pattern.
  • “wide” means that the light distribution pattern formed on a vertical plane separated from the vehicle by a predetermined distance is wider.
  • the incident spots SR, SG, and SB have a substantially elliptical shape.
  • the shapes of the incident spots SR, SG, SB are not particularly limited, and may be, for example, circular.
  • each of the phase modulation elements 54R, 54G, 54B, 54S is substantially rectangular, and each of the incident surfaces is also substantially rectangular.
  • the shape of the incident surface of the phase modulation elements 54R, 54G, 54B, and 54S may be any shape as long as the width in the vertical direction is larger than the width in the horizontal direction.
  • phase modulation elements 54R, 54G, and 54B are integrally formed. However, from the viewpoint of reducing the number of components, if at least one of the plurality of phase modulation elements is connected to at least one other phase modulation element and is formed integrally with the other phase modulation element, good.
  • the three light sources 52R, 52G, and 52B emit light alternately for each of the light sources 52R, 52G, and 52B.
  • at least two light sources emit light alternately for each of the light sources.
  • the light emitted from the phase modulation element on which the light emitted from at least two light sources enters is combined by an afterimage effect, and the light combined by the afterimage effect and the light emitted from another phase modulation element are combined.
  • light having a predetermined light distribution pattern is irradiated.
  • three light sources 52R, 52G, and 52B that emit laser beams in different wavelength bands and three phase modulation elements 54R, 54G, and 54B are integrated.
  • the optical system unit 50 including the two phase modulation element assemblies 54 has been described as an example.
  • the optical system unit 50 including the elements 54R, 54G, and 54B has been described as an example.
  • an optical system unit 50 including three light sources 52R, 52G, and 52B that emit laser beams in mutually different wavelength bands and one phase modulation element 54S is taken as an example.
  • the optical system unit may include at least one light source and a phase modulation element corresponding to the light source.
  • the optical system unit may include a light source that emits white laser light, and a phase modulation element that diffracts and emits white laser light emitted from the light source.
  • the optical system unit includes a plurality of light sources and a plurality of phase modulation elements, at least one light source may correspond to each phase modulation element. For example, light obtained by combining light emitted from a plurality of light sources may be incident on one phase modulation element.
  • FIG. 8 is a diagram showing an optical system unit according to a fourth embodiment as a second aspect of the present invention, similarly to FIG.
  • the phase modulation element assembly 54 of the present embodiment is arranged such that the incident surface EF on which light is incident is inclined approximately 45 degrees with respect to the vertical direction, and exits from the light guide optical system 155.
  • the light LR, LG, LB is incident on the incident surface EF.
  • the angle of the incident surface EF with respect to the vertical direction is not particularly limited.
  • the phase modulation element assembly 54 may be arranged so that the incident surface EF is substantially parallel to the vertical direction.
  • the light guide optical system 155 of the present embodiment emits the lights LR, LG, and LB in parallel in the front-rear direction without combining them, and the lights LR, LG, and LB enter the phase modulation element assembly 54.
  • the optical path length from the phase modulation element assembly 54 to the first light source 52R of the first light emitting optical system 51R is from the phase modulation element assembly 54 to the second light source 52G of the second light emission optical system 51G. It is longer than the optical path length.
  • the optical path length from the phase modulation element assembly 54 to the second light source 52G of the second light emitting optical system 51G is longer than the optical path length from the phase modulation element assembly 54 to the third light source 52B of the third light emitting optical system 51B. long.
  • the phase modulation element aggregate 54 diffracts the light LR from the first light-emitting optical system 51R and makes the light LR a predetermined light distribution pattern, similarly to the phase modulation element aggregate 54 of the first embodiment.
  • a phase modulation element that makes a predetermined light distribution pattern are arranged in one direction, and the incident surface EF of the phase modulation element assembly 54 is formed by the light incident surface of these phase modulation elements.
  • These phase modulation elements are reflection-type LCOS, similarly to the phase modulation element of the first embodiment.
  • phase modulation element assembly 54 of the present embodiment will be described in detail.
  • FIG. 9 is a front view of the phase modulation element assembly shown in FIG.
  • FIG. 9 is a front view of the phase modulation element assembly 54 viewed from the incident surface EF on which light is incident
  • FIG. 9 schematically illustrates the phase modulation element assembly 54.
  • the phase modulation element assembly 54 of the present embodiment is formed in a substantially rectangular shape that is long in the vertical direction in a front view, and the entire area in the front view is the incident surface EF. Therefore, it can be understood that the incident surface EF of the phase modulation element assembly 54 is formed in a substantially rectangular shape that is long in the vertical direction.
  • a direction parallel to the horizontal direction is defined as a horizontal direction
  • a direction perpendicular to the horizontal direction is defined as a vertical direction.
  • the horizontal direction is a direction parallel to the horizontal direction
  • the vertical direction is a direction parallel to the direction in which the vertical direction is projected on the incident surface EF, and is a direction parallel to the vertical direction in a front view.
  • the phase modulation element assembly 54 of the present embodiment includes a first phase modulation element 54R corresponding to the first light emission optical system 51R, a second phase modulation element 54G corresponding to the second light emission optical system 51G, and a third light emission optical system. And a third phase modulation element 54B corresponding to the system 51B.
  • the first phase modulating element 54R, the second phase modulating element 54G, and the third phase modulating element 54B are vertically adjacently arranged in parallel, and the second phase modulating element 54G is The three-phase modulation element 54B is connected. That is, the phase modulation element assembly has a configuration in which these phase modulation elements 54R, 54G, and 54B are integrally formed.
  • the drive circuit 60R is electrically connected to the phase modulation element assembly 54.
  • the drive circuit 60R has a scanning line drive circuit connected to the side of the phase modulation element assembly 54 and a data line drive circuit connected to one side of the phase modulation element assembly 54 in the vertical direction. Power is supplied to each of the phase modulation elements 54R, 54G, and 54B constituting the phase modulation element assembly 54 via the drive circuit 60R.
  • the horizontal width of the first phase modulation element 54R, the horizontal width of the second phase modulation element 54G, and the horizontal width of the third phase modulation element 54B are equal to the horizontal width W54 of the phase modulation element assembly 54. Is the same as The vertical width of the first phase modulation element 54R, the vertical width of the second phase modulation element 54G, and the vertical width of the third phase modulation element 54B are equal to the horizontal width W54 of the phase modulation element assembly 54. Smaller than That is, the phase modulation elements 54R, 54G, and 54B are formed in a substantially rectangular shape that is long in the horizontal direction that is the horizontal direction.
  • each of the light incident surfaces of the phase modulation elements 54R, 54G, and 54B is also formed in a substantially rectangular shape that is long in the horizontal direction.
  • the longitudinal direction of each of the phase modulation elements 54R, 54G, 54B is substantially perpendicular to the vertical direction in which the phase modulation elements 54R, 54G, 54B are arranged in parallel.
  • each of the light incidence surfaces of the phase modulation elements 54R, 54G, and 54B is substantially perpendicular to the longitudinal direction.
  • the vertical width of the first phase modulation element 54R, the vertical width of the second phase modulation element 54G, and the vertical width of the third phase modulation element 54B are substantially the same. Therefore, the vertical widths of the light incidence surfaces of the phase modulation elements 54R, 54G, and 54B are substantially the same.
  • a plurality of modulation sections MPR arranged in a matrix are formed in the first phase modulation element 54R.
  • the second phase modulation element 54G has a plurality of modulation sections MPG arranged in a matrix
  • the third phase modulation element 54B has a plurality of modulation sections MPB arranged in a matrix.
  • these modulation sections MPR, MPG, and MPB are squares of the same size. For this reason, the number of the modulation parts MPR arranged in parallel in the longitudinal direction of the incident surface of the first phase modulation element 54R is larger than the number of modulation parts MPR arranged in the direction perpendicular to the longitudinal direction of the incident surface of the phase modulation element 54R. There are many.
  • the number of the modulation parts MPG arranged in parallel in the longitudinal direction of the incident surface of the second phase modulation element 54G is equal to the number of the modulation parts MPG arranged in the direction perpendicular to the longitudinal direction of the incident surface of the second phase modulation element 54G.
  • the number of the modulators MPB arranged in parallel in the longitudinal direction of the incident surface of the third phase modulation element 54B is larger than that of the modulators MPB arranged in the direction perpendicular to the longitudinal direction of the incident surface of the third phase modulator 54B. More than the number of.
  • Each of the modulators MPR, MPG, and MPB includes a plurality of dots arranged in a matrix, and diffracts and emits light incident on the modulators MPR, MPG, and MPB.
  • the red light LR emitted from the light guide optical system 155 enters the first phase modulation element 54R, and the first phase modulation element 54R emits a first light DLR obtained by diffracting the light LR.
  • Green light LG emitted from the light guide optical system 155 enters the second phase modulation element 54G, and the second phase modulation element 54G emits a second light DLG obtained by diffracting the light LG.
  • the blue light LB emitted from the light guiding optical system 155 is incident on the third phase modulation element 54B, and the third phase modulation element 54B emits a third light DLB obtained by diffracting the light LB.
  • FIG. 9 shows an incident spot SR which is an area irradiated with red light LR, an incident spot SG which is an area irradiated with green light LG, and an incident spot which is an area irradiated with blue light LB. SB and are shown.
  • the light sources 52R, 52G, and 52B are semiconductor lasers, the laser light emitted from the light sources 52R, 52G, and 52B propagates while spreading in an approximately elliptical shape.
  • the laser beams emitted from the light sources 52R, 52G, and 52B are collimated by the collimating lenses 53R, 53G, and 53B in the fast axis direction and the slow axis direction, respectively, but the shapes of the laser beams are not adjusted.
  • Lights LR, LG, and LB whose shapes have not been adjusted in this way exit from the light emitting optical systems 51R, 51G, and 51B, and enter the phase modulation element assembly 54 via the light guiding optical system 155, respectively.
  • the shapes of these lights LR, LG, and LB are not adjusted even in the light guide optical system 155, the shapes of the incident spots SR, SG, and SB are each substantially elliptical.
  • the size of the substantially elliptical incident spot SR is set to a size that can include at least one modulation unit MPR, and the major axis LAR of the incident spot SR is equal to the incidence of the first phase modulation element 54R. It is substantially parallel to the lateral direction that is the longitudinal direction of the surface.
  • the incident spot SR has an approximately elliptical shape elongated in the horizontal direction, and the longitudinal direction of the incident spot SR and the longitudinal direction of the incident surface of the first phase modulation element 54R are non-perpendicular.
  • the size of the incident spot SG having a substantially elliptical shape is set to include at least one modulation portion MPG, and the major axis LAG of the incident spot SG is in the longitudinal direction of the incidence surface of the second phase modulation element 54G. It is almost parallel to a certain lateral direction.
  • the incident spot SG has a substantially elliptical shape that is elongated in the horizontal direction, and the longitudinal direction of the incident spot SG and the longitudinal direction of the incident surface of the second phase modulation element 54G are not perpendicular.
  • the size of the incident spot SB having a substantially elliptical shape is a size that can include at least one modulation portion MPB, and the major axis LAB of the incident spot SB is in the longitudinal direction of the incidence surface of the third phase modulation element 54B. It is almost parallel to a certain lateral direction.
  • the incident spot SB has a substantially elongated elliptical shape extending in the horizontal direction, and the longitudinal direction of the incident spot SB and the longitudinal direction of the incident surface of the third phase modulation element 54B are non-perpendicular.
  • the width in the vertical direction which is a direction perpendicular to the longitudinal direction of the incident spot SR
  • the width in the vertical direction which is a direction perpendicular to the longitudinal direction of the incident spot SG
  • the longitudinal direction of the incident spot SB The width in the vertical direction, which is the vertical direction, is substantially the same.
  • the width of the incident spot SR in the horizontal direction, which is the longitudinal direction, the width of the incident spot SG in the lateral direction, and the width of the incident spot SB in the longitudinal direction are substantially the same.
  • the widths of the incident spots SR, SG, SB may be different from each other.
  • the same phase modulation pattern is formed in each modulation section MPR in the first phase modulation element 54R of the phase modulation element assembly 54. Further, the same phase modulation pattern is formed in each modulation section MPG of the second phase modulation element 54G, and the same phase modulation pattern is formed in each modulation section MPB of the third phase modulation element 54B.
  • the phase modulation pattern indicates a pattern that modulates the phase of incident light.
  • the phase modulation pattern is a pattern of the refractive index of the liquid crystal layer 66 in each dot DT, and is also a pattern of a voltage applied between the electrode 64 and the transparent electrode 67 corresponding to each dot DT. It can be understood. By adjusting this phase modulation pattern, the light distribution pattern of the emitted light can be made a desired light distribution pattern.
  • the respective phase modulation patterns in the modulators MPR, MPG, and MPB are different from each other.
  • the respective phase modulation patterns in the modulators MPR, MPG, and MPB are the first light DLR emitted from the first phase modulation element 54R and the second light DLR.
  • the light obtained by combining the second light DLG emitted from the phase modulation element 54G and the third light DLB emitted from the third phase modulation element 54B becomes a low beam light distribution pattern PL shown in FIG.
  • the phase modulation patterns are used to diffract the light LR, LG, and LB, respectively.
  • the phase modulating elements 54R, 54G, 54B of the phase modulating element assembly 54 have a low beam light distribution pattern in which the light DLR, DLG, DLB emitted from each of the phase modulating elements 54R, 54G, 54B is combined.
  • the incident light LR, LG, LB is diffracted so as to be PL.
  • This light distribution pattern includes an intensity distribution.
  • the first light DLR emitted from the first phase modulation element 54R overlaps with the low beam light distribution pattern PL and has an intensity distribution based on the intensity distribution of the low beam light distribution pattern PL. .
  • the second light DLG emitted from the second phase modulation element 54G overlaps with the low beam light distribution pattern PL and has an intensity distribution based on the intensity distribution of the low beam light distribution pattern PL.
  • the third light DLB emitted from the third phase modulation element 54B overlaps with the low beam light distribution pattern PL and has an intensity distribution based on the intensity distribution of the low beam light distribution pattern PL.
  • each of the phase modulation elements 54R, 54G, and 54B has a plurality of modulation sections MPR, MPG, and MPB that form the same phase modulation pattern, and each of the modulation sections MPR, MPG, and MPB has such a configuration.
  • the light LR, LG, and LB are each diffracted so as to have a suitable light distribution pattern.
  • the phase modulation elements 54R, 54G, and 54B are configured such that the light distribution pattern of the light DLR, DLG, and DLB emitted from the phase modulation elements 54R, 54G, and 54B matches the low beam light distribution pattern PL.
  • the incident light LR, LG, LB is diffracted respectively.
  • the first phase modulation element 54R emits the red component light DLR of the low beam light distribution pattern PL
  • the second phase modulation element 54G emits the green component light DLG of the low beam light distribution pattern PL
  • the phase modulation element 54B emits light DLB of the blue component of the low beam light distribution pattern PL.
  • These lights DLR, DLG, and DLB emitted from the phase modulation element assembly 54 are respectively radiated to the outside of the vehicle headlight 1 via the front cover 12. At this time, these lights DLR, DLG, and DLB are radiated such that the regions irradiated with the respective lights overlap with each other at a focal position at a predetermined distance from the vehicle.
  • This focal position is, for example, a position 25 m away from the vehicle. Since the light obtained by combining these lights DLR, DLG, and DLB becomes a low beam light distribution pattern PL, the irradiated light becomes a low beam. It is preferable that the light DLR, DLG, and DLB be irradiated such that the outer shape of each light distribution pattern substantially matches at this focal position.
  • a semiconductor laser is cited as a light source. Since the laser light emitted from the semiconductor laser propagates while spreading in a substantially elliptical shape, if the shape of the laser light is not adjusted, the incident spot of the laser light has a substantially elliptical shape elongated in a specific direction.
  • the hologram element has a substantially rectangular shape and is different from the shape of the incident spot of the laser beam. For this reason, when the laser light emitted from the semiconductor laser is incident on the entire hologram element, a part of the laser light emitted from the semiconductor laser is not irradiated on the hologram element, and the energy efficiency is reduced.
  • the vehicle headlamp 1 includes light sources 52R, 52G, and 52B that emit light, a first phase modulation element 54R, a second phase modulation element 54G, and a third phase modulation. And a phase modulation element aggregate 54 having an element 54B.
  • the first phase modulation element 54R has a plurality of modulation sections MPR that diffract the light LR from the first light source 52R to make the light LR a predetermined light distribution pattern.
  • the second phase modulation element 54G has a plurality of modulation units MPG that diffract the light LG from the second light source 52G to make the light LG a predetermined light distribution pattern.
  • the third phase modulating element 54B has a plurality of modulating units MPB that diffract the light LB from the third light source 52B to make the light LB a predetermined light distribution pattern.
  • the incident surface of the first phase modulating element 54R, the incident surface of the second phase modulating element 54G, and the incident surface of the third phase modulating element 54B are each formed in a substantially rectangular shape that is long in the horizontal direction.
  • the incident spot SR of the light LR on the first phase modulation element 54R, the incident spot SG of the light LG on the second phase modulation element 54G, and the incident spot SB of the light LB on the third phase modulation element 54B are each elongated in the horizontal direction.
  • the shape is generally elliptical.
  • the size of the incident spot SR is set to a size that can include at least one modulation unit MPR
  • the size of the incident spot SG is set to a size that can include at least one modulation unit MPG.
  • the size is a size that can include at least one modulation unit MPB.
  • the longitudinal direction of the incident surface of the first phase modulating element 54R and the longitudinal direction of the incident spot SR are non-perpendicular
  • the longitudinal direction of the incident surface of the second phase modulating element 54G and the longitudinal direction of the incident spot SG are non-perpendicular.
  • the longitudinal direction of the incident surface of the third phase modulation element 54B is not perpendicular to the longitudinal direction of the incident spot SB.
  • the light LR from the first light source 52R can be incident on at least one modulation unit MPR
  • the light LR from the second light source 52G can be incident on at least one modulation unit MPG
  • the light LB from the third light source 52B may be incident on at least one modulation unit MPB. Therefore, the light distribution pattern PL of the low beam can be formed by the modulation units MPR, MPG, and MPB.
  • the incident surface of the first phase modulating element 54R, the incident surface of the second phase modulating element 54G, and the incident surface of the third phase modulating element 54B Each having a generally rectangular shape that is long in the horizontal direction.
  • Each of the incident spot SR, the incident spot SG, and the incident spot SG has an approximately elliptical shape that is long in the lateral direction.
  • the longitudinal direction of the incident surface of the first phase modulating element 54R and the longitudinal direction of the incident spot SR are non-perpendicular
  • the longitudinal direction of the incident surface of the second phase modulating element 54G and the longitudinal direction of the incident spot SG are non-perpendicular.
  • the longitudinal direction of the incident surface of the third phase modulation element 54B is not perpendicular to the longitudinal direction of the incident spot SB.
  • the vehicle headlamp 1 according to the present embodiment is configured such that the longitudinal direction of the incident surface of the first phase modulation element 54R and the longitudinal direction of the incident spot SR are more perpendicular to the first light source 52R. Even if the shape of the light LR is not adjusted, it is possible to suppress a part of the incident spot SR from protruding from the incident surface of the first phase modulation element 54R. Further, the vehicle headlamp 1 of the present embodiment is configured such that the longitudinal direction of the incident surface of the second phase modulating element 54G and the longitudinal direction of the incident spot SG are perpendicular to the second light source 52G.
  • the vehicle headlamp 1 of the present embodiment can suppress an increase in size while suppressing a decrease in energy efficiency.
  • the longitudinal direction of the incident surface of the first phase modulation element 54R and the longitudinal direction of the incident spot SR are substantially parallel, and the second phase modulation
  • the longitudinal direction of the incident surface of the element 54G and the longitudinal direction of the incident spot SG are substantially parallel, and the longitudinal direction of the incident surface of the third phase modulation element 54B and the longitudinal direction of the incident spot SB are substantially parallel. Therefore, the vehicle headlamp 1 of the present embodiment can further suppress a part of the incident spot SR from protruding from the incident surface of the first phase modulation element 54R.
  • the vehicle headlamp 1 of the present embodiment as a second aspect has a plurality of light sources 52R, 52G, and 52B, and the phase modulation element assembly 54 receives light LR from the first light source 52R.
  • the phase modulation element assembly 54 has a configuration in which a first phase modulation element 54R and a third phase modulation element 54B are connected to a second phase modulation element 54G, and these phase modulation elements 54R, 54G, and 54B are integrally formed. ing. Therefore, in the vehicle headlamp 1 of the present embodiment, the number of components can be reduced as compared with the case where these phase modulation elements 54R, 54G, 54B are separately provided.
  • FIG. 10 is a diagram schematically showing an optical system unit according to a fifth embodiment as a second aspect of the present invention.
  • FIG. 10 is a view of the optical system unit 50 viewed from the opening 36H side of the cover 36, which is the front side.
  • the illustration of the light DLR, DLG, DLB, etc. emitted from 54 is omitted.
  • the optical system unit 50 of the present embodiment differs from the optical system unit 50 of the fourth embodiment mainly in that the optical system unit 50 does not include the light guide optical system 155.
  • the phase modulation element assembly 54 is arranged such that the incident surface EF on which light is incident is inclined at approximately 45 degrees with respect to the vertical direction, and light is emitted.
  • the optical systems 51R, 51G, and 51B are arranged below the phase modulation element assembly 54.
  • Each of the light LR, LG, and LB emitted from the light emitting optical systems 51R, 51G, and 51B is directly incident on the phase modulation element assembly 54.
  • the light sources 52R, 52G, 52B are arranged in the left-right direction, and the light-emitting optical systems 51R, 51G, 51B including the light sources 52R, 52G, 52B are arranged in the left-right direction.
  • the light LR, LG, and LB from the light emitting optical systems 51R, 51G, and 51B arranged in parallel in this manner enter the phase modulation element assembly 54 in a state of being arranged in the left-right direction.
  • FIG. 11 is a front view of the phase modulation element assembly shown in FIG.
  • FIG. 11 is a front view of the phase modulation element assembly 54 viewed from the light incident surface EF side
  • FIG. 11 schematically illustrates the phase modulation element assembly 54.
  • the phase modulation element assembly 54 according to the fourth embodiment is different from the phase modulation element assembly according to the fourth embodiment in that three phase modulation elements 54R, 54G, and 54B are adjacently arranged in different directions. Different from body 54.
  • the phase modulation element assembly 54 of the present embodiment is formed in a substantially rectangular shape that is long in the horizontal direction, that is, the left-right direction when viewed from the front.
  • the three phase modulation elements 54R, 54G, 54B are adjacently arranged in parallel in the horizontal direction, and the first phase modulation element 54R and the third phase modulation element 54B are connected to the second phase modulation element 54G.
  • Each of the phase modulation elements 54R, 54G, and 54B has a substantially rectangular shape elongated in the horizontal direction, as in the first embodiment. It is said.
  • the longitudinal direction of the incident surface of the first phase modulation element 54R and the longitudinal direction of the incident spot SR are not perpendicular, and the longitudinal direction of the incident surface of the second phase modulation element 54G and the longitudinal direction of the incident spot SG are
  • the longitudinal direction of the incident surface of the third phase modulation element 54B and the longitudinal direction of the incident spot SB are non-perpendicular.
  • the longitudinal direction of the incident surface of each of the phase modulation elements 54R, 54G, 54B is substantially parallel to the lateral direction in which the phase modulation elements 54R, 54G, 54B are arranged in parallel.
  • the vehicle headlamp 1 of the present embodiment as a second aspect has a configuration in which the longitudinal direction of the incident surface of the first phase modulation element 54R and the longitudinal direction of the incident spot SR are perpendicular to each other. Compared with the case where the shape of the light LR from the first light source 52R is not adjusted, it is possible to suppress a part of the incident spot SR from protruding from the incident surface of the first phase modulation element 54R. Further, the vehicle headlamp 1 of the present embodiment is configured such that the longitudinal direction of the incident surface of the second phase modulating element 54G and the longitudinal direction of the incident spot SG are perpendicular to the second light source 52G.
  • the vehicle headlamp 1 of the present embodiment can suppress an increase in size while suppressing a decrease in energy efficiency.
  • the three phase modulation elements 54R, 54G, and 54B are adjacently arranged in the horizontal direction, that is, the left-right direction.
  • the light sources 52R, 52G, and 52B are arranged in the left-right direction corresponding to the phase modulation elements 54R, 54G, and 54B.
  • the light is incident on the element assembly 54. Therefore, the vehicle headlamp 1 of the present embodiment can have a simple configuration as compared with the case where the light guide optical system 155 is provided.
  • the longitudinal direction of the incident surface of the phase modulation elements 54R, 54G, 54B is substantially the horizontal direction in which the phase modulation elements 54R, 54G, 54B are arranged in parallel. Parallel. For this reason, compared with the case where the longitudinal directions of the incident surfaces of the phase modulation elements 54R, 54G, 54B adjacently arranged in parallel and the direction in which these phase modulation elements 54R, 54G, 54B are arranged in parallel are perpendicular to each other.
  • the distance between the centers of the first phase modulation element 54R and the second phase modulation element 54G and the distance between the centers of the second phase modulation element 54G and the third phase modulation element 54B increase.
  • each of the longitudinal directions of the incident surfaces of the phase modulation elements 54R, 54G, and 54B arranged adjacent to each other and the phase modulation elements 54R, 54G, and 54B are arranged in parallel.
  • the light sources 52R, 52G, and 52B can be made larger than in the case where the directions are perpendicular.
  • the vehicle headlamp 1 of the present embodiment can suppress interference between the adjacent first light source 52R and second light source 52G, and between the second light source 52G and third light source 52B.
  • the light sources 52R, 52G, and 52B are excessive due to thermal interference between the adjacent first light source 52R and the second light source 52G and between the second light source 52G and the third light source 52B. Heating can be suppressed.
  • FIG. 12 is a diagram showing an optical system unit in a sixth embodiment as a second aspect of the present invention, similarly to FIG. In FIG. 12, illustration of the heat sink 30, the cover 36, and the like is omitted for easy understanding.
  • the optical system unit 50 of the present embodiment is different from the optical system unit 50 of the fourth embodiment mainly in that it includes one phase modulation element 54S instead of the phase modulation element assembly 54. different.
  • the configuration of the phase modulation element 54S is the same as the configuration of the phase modulation elements 54R, 54G, 54B of the fourth embodiment.
  • the phase modulation element 54S is formed in a generally rectangular shape that is long in the horizontal direction when viewed from the front surface EFS side where light enters. Therefore, the width in the horizontal direction of the incident surface EFS of the phase modulation element 54S is larger than the width in the vertical direction of the incident surface EFS of the phase modulation element 54S.
  • the phase modulation element 54S has a plurality of modulation sections arranged in a matrix. Is larger than the number of modulators arranged in parallel in the direction perpendicular to the longitudinal direction.
  • the power supplied to the light sources 52R, 52G, and 52B is adjusted, and the laser light is alternately output for each of the light sources 52R, 52G, and 52B.
  • the light LR, LG, and LB are emitted alternately for each of the light emitting optical systems 51R, 51G, and 51B. Therefore, lights LR, LG, and LB having different wavelength bands from the light emitting optical systems 51R, 51G, and 51B sequentially enter the phase modulation element 54S.
  • the phase modulation element 54S sequentially emits light DLR, DLG, DLB obtained by diffracting the incident light LR, LG, LB. In FIG. 12, these lights DLR, DLG, and DLB are shown shifted.
  • the light LR, LG, and LB from the light sources 52R, 52G, and 52B, which are semiconductor lasers, are not adjusted, the light LR, LG, and LB from the light sources 52R, 52G, and 52B, which are semiconductor lasers, are not adjusted, the light LR, LG, The shape of the incident spot of the LB is substantially elliptical.
  • the size of each of these substantially elliptical incident spots is set to a size that can include at least one modulation section, and the major axes of these incident spots are respectively set in the longitudinal direction of the incident surface EFS of the phase modulation element 54S. And are generally parallel. These incident spots overlap each other.
  • the phase modulation element 54S of the present embodiment changes the phase modulation pattern in accordance with the wavelength bands of the light LR, LG, and LB thus incident in the same manner as in the third embodiment as the first mode.
  • These lights DLR, DLG, and DLB are respectively emitted from the openings 36H of the cover 36, and are sequentially irradiated to the outside of the vehicle headlight 1 via the front cover 12.
  • the vehicle headlamp 1 combines the lights DLR, DLG, and DLB by an afterimage phenomenon in the same manner as in the third embodiment as the first aspect, thereby forming a light distribution pattern of a low beam.
  • the light of PL is emitted.
  • the vehicle headlamp 1 of the present embodiment can control the light LR, LG, LB from the light sources 52R, 52G, 52B without adjusting the shapes of the light LR, LG, LB.
  • Part of the incident spots of LG and LB can be suppressed from protruding from the incident surface EFS of the phase modulation element 54S. Accordingly, the vehicle headlamp 1 of the present embodiment can suppress an increase in size while suppressing a decrease in energy efficiency.
  • the vehicle headlamp 1 of the present embodiment can use a phase modulation element that diffracts the light LR, LG, and LB from the three light sources 52R, 52G, and 52B as a common phase modulation element. Points can be reduced or downsized.
  • a vehicle lamp as a second aspect includes a light source, and a phase modulation element having at least one modulation unit that diffracts the light from the light source to make the light a predetermined light distribution pattern.
  • the light incident surface of the phase modulation element and the light incident spot on the phase modulation element have a longer shape in a predetermined direction than the other direction, and the size of the incident spot is at least one of the modulation units.
  • the size is not particularly limited as long as the longitudinal direction of the incident surface of the phase modulation element and the longitudinal direction of the incident spot are non-perpendicular.
  • the incident light can be adjusted without adjusting the shape of the light from the light source. It is possible to suppress a part of the spot from protruding from the incident surface of the phase modulation element, and it is possible to suppress an increase in size while suppressing a decrease in energy efficiency.
  • the vehicle headlamp 1 as the vehicle lamp irradiates the low beam
  • the vehicle lamp as the first embodiment irradiates the low beam.
  • the emitted light is not limited to the low beam.
  • the vehicular lamp may be configured to irradiate the high-beam light distribution pattern PH shown in FIG. 5B, or to irradiate light constituting an image. That is, each of the phase modulation elements 54R, 54G, and 54B in the phase modulation element aggregate 54 of the fourth and fifth embodiments emits light such that the combined light forms a light distribution pattern including a high beam intensity distribution. Diffracted.
  • the phase modulation element 54S according to the sixth embodiment diffracts light so that the light combined by the afterimage effect forms a light distribution pattern including a high beam intensity distribution.
  • the vehicular lamp is configured to irradiate light constituting an image
  • the direction of the light emitted from the vehicular lamp and the position where the vehicular lamp is attached to the vehicle are not particularly limited.
  • phase modulation elements 54R, 54G, 54B, 54S are reflection type phase modulation elements.
  • an LCD, a GLV, a diffraction grating, or the like may be used as the phase modulation element.
  • the vehicle headlamp according to the second embodiment may have the same configuration as the vehicle headlamp 1 according to the first embodiment illustrated in FIG. That is, the optical system unit 50 may be configured to include three phase modulating elements 54R, 54G, 54B and a combining optical system 55 that are separated from each other, instead of the phase modulating element assembly 54 and the light guide optical system 155. In this case, lights DLR, DLG, and DLB emitted from the three phase modulation elements 54R, 54G, and 54B are combined by the combining optical system 55, and the combined light is emitted from the vehicle headlamp 1.
  • the first phase modulation element 54R, the second phase modulation element 54G, and the third phase modulation element 54B of the phase modulation element assembly 54 are arranged adjacently in parallel in the vertical direction. It had been.
  • the first phase modulation element 54R, the second phase modulation element 54G, and the third phase modulation element 54B of the phase modulation element assembly 54 are adjacently arranged in parallel in the horizontal direction. It had been.
  • the direction in which the phase modulation elements 54R, 54G, 54B are arranged in parallel is not particularly limited. For example, they may be arranged in the vertical and horizontal directions.
  • the light guide optical system 155 includes the reflection mirror 155m, the first optical element 155f, and the second optical element 155s.
  • the light guide optical system 155 only needs to guide the light LR, LG, LB emitted from each of the light emitting optical systems 51R, 51G, 51B to the phase modulation element assembly 54 or the phase modulation element 54S.
  • the light guide optical system 155 may not include the reflection mirror 155m.
  • the light LR emitted from the first light emitting optical system 51R is made incident on the first optical element 155f.
  • a bandpass filter that transmits light in a predetermined wavelength band and reflects light in another wavelength band is used for the first optical element 155f and the second optical element 155s. May be.
  • the optical system unit 50 converts the light LR, LG, LB emitted from the light emitting optical systems 51R, 51G, 51B into the phase modulation element aggregate 54 or the phase modulation
  • the light guiding optical system 155 for guiding the light to the element 54S was provided.
  • the optical system unit 50 may not include the light guide optical system 155.
  • the light-emitting optical systems 51R, 51G, and 51B are arranged so that these lights LR, LG, and LB are incident on the phase modulation element assembly 54 and the phase modulation element 54S.
  • the optical system unit 50 includes a combining optical system that combines the first light DLR, the second light DLG, and the third light DLB. Did not.
  • the optical system unit 50 of the fourth and fifth embodiments may include a combining optical system as in the second embodiment as the first mode.
  • the optical system unit 50 is a light guiding optical system that guides the light LR, LG, LB emitted from the light emitting optical systems 51R, 51G, 51B to the phase modulation element assembly 54. Did not have.
  • the optical system unit 50 of the fifth embodiment may include a light guide optical system, as in the fourth embodiment.
  • the lamp unit 20 does not include the imaging lens system including the imaging lens.
  • the lamp unit 20 may include an imaging lens system, and may emit light emitted from the optical system unit 50 via the imaging lens system.
  • the light distribution pattern of the emitted light can be easily made to be a wider light distribution pattern.
  • “wide” means that the light distribution pattern formed on a vertical plane separated from the vehicle by a predetermined distance is wider.
  • the incident spots SR, SG, and SB have a substantially elliptical shape.
  • the shapes of the incident spots SR, SG, and SB need only be longer in a predetermined direction than in other directions.
  • each of the phase modulation elements 54R, 54G, 54B, and 54S is substantially rectangular, and each of the incident surfaces is also substantially rectangular.
  • the shape of the incident surface of each of the phase modulation elements 54R, 54G, 54B, and 54S may be a shape that is longer in a predetermined direction than in other directions.
  • the longitudinal direction of the incident surface of each of the phase modulation elements 54R, 54G, 54B, 54S is set to the horizontal direction which is the horizontal direction.
  • the longitudinal direction of the incident surface of each of the phase modulation elements 54R, 54G, 54B, and 54S is not particularly limited, and may be a vertical direction that is a vertical direction.
  • all of the three phase modulation elements 54R, 54G and 54B are formed integrally.
  • at least one of the plurality of phase modulation elements is connected to at least one other phase modulation element and is formed integrally with the other phase modulation element, good.
  • phase modulation elements 54R, 54G, and 54B are adjacently arranged in parallel.
  • the third phase modulation element 54B in the phase modulation element assembly 54 may be provided separately from the phase modulation element assembly 54.
  • the three light sources 52R, 52G, and 52B emit light alternately for each of the light sources 52R, 52G, and 52B.
  • at least two light sources emit light alternately for each of the light sources.
  • the light emitted from the phase modulation element on which the light emitted from at least two light sources enters is combined by an afterimage effect, and the light combined by the afterimage effect and the light emitted from another phase modulation element are combined.
  • light having a predetermined light distribution pattern is irradiated.
  • three light sources 52R, 52G, and 52B that emit laser beams in mutually different wavelength bands and three phase modulation elements 54R, 54G, and 54B are integrally formed.
  • the optical system unit 50 including the single phase modulation element assembly 54 described above has been described as an example.
  • the optical system unit 50 including the three light sources 52R, 52G, and 52B that emit laser beams in different wavelength bands and one phase modulation element 54S has been described as an example.
  • the optical system unit may include at least one light source and a phase modulation element corresponding to the light source.
  • the optical system unit may include a light source that emits white laser light, and a phase modulation element that diffracts and emits white laser light emitted from the light source.
  • a light source that emits white laser light
  • a phase modulation element that diffracts and emits white laser light emitted from the light source.
  • at least one light source may correspond to each phase modulation element. For example, light obtained by combining light emitted from a plurality of light sources may be incident on one phase modulation element.
  • FIG. 13 is a view showing a part of a lamp unit 20 in a seventh embodiment as a third aspect of the present invention, and is a longitudinal sectional view showing a part of a vertical cross section of the lamp unit 20.
  • FIG. 13 shows an optical system unit 50 in the lamp unit 20.
  • the positional relationship between the light sources 52R, 52G, and 52B and the light guide optical system 155 is determined by the light sources 52R, 52G, and 52B in the optical system unit 50 of the first embodiment.
  • the light guide optical system 155 is different from the positional relationship.
  • these light sources 52R, 52G, and 52B are arranged such that the optical path length from the second light source 52G to the phase modulation element assembly 54 is the longest, and the third light source 52B is connected to the phase modulation element assembly 54. Is arranged in the lamp room R so that the optical path length to the light path becomes the shortest.
  • the first light source 52R emits red laser light upward
  • the second light source 52G emits green laser light forward
  • the third light source 52B emits blue laser light forward.
  • the total number of luminous fluxes of the red laser light emitted from the first light source 52R the total number of luminous fluxes of the green laser light emitted from the second light source 52G, and the number of the blue laser light emitted from the third light source 52B.
  • the total number of light beams is the same.
  • a first collimating lens 53R is disposed above the first light source 52R.
  • a second collimating lens 53G is disposed in front of the second light source 52G.
  • a third collimating lens 53B is arranged in front of the third light source 52B.
  • the light guide optical system 155 has a first optical element 155f and a second optical element 155s.
  • the first optical element 155f is disposed above the first collimating lens 53R and in front of the second collimating lens 53G, and is inclined by approximately 45 ° with respect to the front-rear direction and the up-down direction.
  • the first optical element 155f is, for example, a wavelength selection filter in which an oxide film is laminated on a glass substrate, transmits light having a wavelength longer than a predetermined wavelength, and reflects light having a wavelength shorter than the predetermined wavelength. Thus, the type and thickness of the oxide film are adjusted.
  • the first optical element 155f is configured to transmit red component light emitted from the first light source 52R and reflect green component light emitted from the second light source 52G.
  • the red laser light emitted from the first collimating lens 53R and the green laser light emitted from the second collimating lens 53G are emitted upward from different positions on the emission surface of the first optical element 155f.
  • the second optical element 155s is disposed above the first optical element 155f and in front of the third collimating lens 53B, and is inclined by approximately 45 ° in the same direction as the first optical element 155f with respect to the front-rear direction and the vertical direction. I have.
  • the second optical element 155s is a wavelength selection filter, like the first optical element 155f.
  • the second optical element 155s transmits the red component light emitted from the first light source 52R and the green component light emitted from the second light source 52G, and emits the blue component light emitted from the third light source 52B. Is configured to reflect light.
  • the red laser light emitted from the first optical element 155f, the green laser light emitted from the first optical element 155f, and the blue laser light emitted from the third collimating lens 53B are emitted from the second optical element 155s. Light is emitted upward from different positions on the surface.
  • the phase modulation element assembly 54 is disposed above the light guide optical system 155, and is inclined by approximately 45 ° in the same direction as the optical elements 155f and 155s with respect to the front-back direction and the up-down direction.
  • the phase modulation element aggregate 54 includes a plurality of phase modulation elements, similarly to the phase modulation element aggregate 54 of the first embodiment. Specifically, the phase modulation element assembly 54 modulates the phase of the green laser light with the first phase modulation element 54R that modulates the phase of the red laser light to make the red laser light a predetermined light distribution pattern.
  • a second phase modulation element 54G that uses the green laser light as a predetermined light distribution pattern, and a third phase modulation element 54B that modulates the phase of the blue laser light and uses the blue laser light as a predetermined light distribution pattern.
  • the phase modulation elements 54R, 54G, 54B are arranged in one direction.
  • each of the phase modulation elements 54R, 54G, and 54B is a reflection-type phase modulation element that reflects and diffracts and emits incident light, and specifically, is a reflection-type LCOS. .
  • phase modulation element assembly 54 Next, the configuration of the phase modulation element assembly 54 will be described in more detail.
  • phase modulation elements 54R, 54G, 54B of the present embodiment have the same configuration as the phase modulation elements 54R, 54G, 54B of the first embodiment.
  • the external shapes of the phase modulation elements 54R, 54G, 54B in a front view are different from the external shapes of the phase modulation elements 54R, 54G, 54B of the first embodiment.
  • FIG. 14 is a front view schematically showing the phase modulation elements 54R, 54G, 54B shown in FIG.
  • the phase modulation element assembly 54 is formed in a substantially rectangular shape when viewed from the front, and is located at the top of the first phase modulation element 54R and below the first phase modulation element 54R. It has a second phase modulation element 54G and a third phase modulation element 54B located below the second phase modulation element 54G.
  • the drive circuit 60R is electrically connected to the phase modulation element assembly 54.
  • the incident spot SR of the red laser light incident on the first phase modulation element 54R is a solid line
  • the incident spot SG of the green laser light incident on the second phase modulation element 54G is a broken line
  • the incident spot SB of the blue laser light incident on the phase modulation element 54B is shown by a dashed line.
  • the incident spot SB of the blue laser light is the largest, and the incident spot SG of the green laser light is the smallest.
  • the longer the light path length from the light source to the phase modulation element assembly 54 the smaller the spot diameter.
  • the incident spots SR, SG, and SB are indicated by circles, but the outer shape of the incident spot may be non-circular, for example, elliptical.
  • each of the modulation sections MPR of the first phase modulation element 54R has the same phase modulation pattern corresponding to the red laser light.
  • each of the modulation sections MPG of the second phase modulation element 54G has the same phase modulation pattern corresponding to the green laser light.
  • each of the modulation sections MPB of the third phase modulation element 54B has the same phase modulation pattern corresponding to the blue laser light.
  • the incident spot SR when the entire incident spot SR is incident on the first phase modulation element 54R as shown in FIG. 14, the incident spot SR includes at least one modulation unit MPR. As described above, since each modulation section MPR has the same phase modulation pattern, when the entire incident spot SR enters the first phase modulation element 54R, the red laser emitted from the first phase modulation element 54R.
  • the light distribution pattern of the light is a predetermined light distribution pattern based on the phase modulation pattern of the modulation unit MPR.
  • the predetermined light distribution pattern is a light distribution pattern capable of forming the low beam light distribution pattern PL shown in FIG.
  • the red laser light emitted from the phase modulation element assembly 54 may be referred to as a first light DLR.
  • the incident spot SG includes at least one modulation unit MPG.
  • each modulation section MPG has the same phase modulation pattern, when the entire incident spot SG enters the second phase modulation element 54G, the green laser emitted from the second phase modulation element 54G
  • the light distribution pattern is a predetermined light distribution pattern based on the phase modulation pattern of the modulator MPG.
  • the predetermined light distribution pattern is a light distribution pattern capable of forming a low-beam light distribution pattern PL.
  • the green laser light emitted from the phase modulation element assembly 54 may be referred to as a second light DLG.
  • the incident spot SB includes at least one modulation unit MPB.
  • each modulation unit MPB has the same phase modulation pattern, when the entire incident spot SB enters the third phase modulation element 54B, the blue laser emitted from the third phase modulation element 54B
  • the light distribution pattern of the light is a predetermined light distribution pattern based on the phase modulation pattern of the modulation unit MPB.
  • the predetermined light distribution pattern is a light distribution pattern capable of forming a low-beam light distribution pattern PL.
  • the blue laser light emitted from the phase modulation element assembly 54 may be referred to as a third light DLB.
  • the first light source 52R When power is supplied to the first light source 52R, the first light source 52R generates red laser light. As shown in FIG. 13, this red laser light is emitted upward and is collimated by the first collimating lens 53R.
  • a green laser light is generated by the second light source 52G, and the green laser light is emitted forward. This green laser light is collimated by the second collimating lens 53G.
  • a blue laser light is generated by the third light source 52B, and the blue laser light is emitted forward. This blue laser light is collimated by the third collimating lens 53B.
  • the red laser light emitted from the first collimator lens 53R passes through the first optical element 155f disposed above the first collimator lens 53R as described above. Further, the green laser light emitted from the second collimating lens 53G is reflected by the first optical element 155f disposed in front of the second collimating lens 53G as described above. That is, the green laser light is turned 90 degrees by the first optical element 155f and emitted forward. As described above, the red laser light and the green laser light are emitted from different positions on the emission surface of the first optical element 155f. For this reason, the red laser light and the green laser light emitted from the first optical element 155f propagate upward in a state where they are generally aligned in the front-rear direction.
  • the red laser light and the green laser light pass through the second optical element 155s disposed above the first optical element 155f. Further, the blue laser light emitted from the third collimating lens 53B is reflected by the second optical element 155s disposed in front of the third collimating lens 53B as described above. That is, the blue laser light is turned 90 degrees by the second optical element 155s, and is emitted forward. As described above, these red laser light, green laser light, and blue laser light are emitted from different positions on the emission surface of the second optical element 155s.
  • the red laser light, the green laser light, and the blue laser light emitted from the second optical element 155s propagate upward generally in a state of being arranged in the front-rear direction.
  • the red laser light is located at the foremost side
  • the blue laser light is located at the rearmost side.
  • the red laser light, the green laser light, and the blue laser light propagate upward in a state where the red laser light is located at the foremost side and the blue laser light is located at the most rearward side.
  • the light is incident on the first phase modulation element 54R of the phase modulation element assembly 54 arranged above the second optical element 155s.
  • the green laser light is incident on the second phase modulation element 54G of the phase modulation element assembly 54.
  • the blue laser light is incident on the third phase modulation element 54B of the phase modulation element assembly 54.
  • the optical path length of the green laser light from the second light source 52G to the phase modulation element assembly 54 is the longest.
  • the optical path length of the blue laser light from the third light source 52B to the phase modulation element assembly 54 is the shortest.
  • the red laser light incident on the first phase modulation element 54R is diffracted by the first phase modulation element 54R to become the first light DLR.
  • This first light DLR is emitted forward from the first phase modulation element 54R.
  • the first light DLR is used as the low beam light distribution pattern PL.
  • the green laser light incident on the second phase modulation element 54G is diffracted by the second phase modulation element 54G to become the second light DLG.
  • This second light DLG is emitted forward from the second phase modulation element 54G.
  • the second light DLG is used as the low beam light distribution pattern PL.
  • the blue laser light incident on the third phase modulation element 54B is diffracted by the third phase modulation element 54B to become the third light DLB.
  • This third light DLB is emitted forward from the third phase modulation element 54B.
  • the third light DLB is used as the low beam light distribution pattern PL.
  • the light DLR, DLG, and DLB emitted from the phase modulation element assembly 54 have a low beam light distribution pattern. Therefore, these lights DLR, DLG, and DLB are emitted from the opening 36H of the cover 36 and propagate forward by a predetermined distance, whereby the lights DLR, DLG, and DLB are overlapped to form a white light low beam. obtain.
  • the vehicle headlamp 1 as a third aspect emits light from a plurality of light sources 52R, 52G, and 52B that emit light having different wavelengths from each other, and from the plurality of light sources 52R, 52G, and 52B.
  • phase modulation elements 54R, 54G, 54B each of which forms a predetermined light distribution pattern by diffracting the corresponding light.
  • the sizes of the incident spots SR, SG, SB on the phase modulation elements 54R, 54G, 54B of the light having different wavelengths are different from each other.
  • the vehicle headlamp 1 of the present embodiment it is possible to eliminate the need to provide an optical component for adjusting the size of the incident spots SR, SG, SB of light having different wavelengths, thereby suppressing an increase in the number of components. Can be done.
  • the laser light emitted from the light sources 52R, 52G, 52B also oscillates. It may move on the incident surface of the phase modulation element assembly 54. In this case, if the moving distance of the incident spot is large, the incident spot may protrude outside the phase modulation element assembly 54 or protrude to a different phase modulation element. For example, consider a case where an incident spot of a laser beam of a predetermined color protrudes into a phase modulation element corresponding to a laser beam of a different color.
  • the phase modulation pattern of the protruding region is a phase modulation pattern corresponding to the laser light of a different color
  • the light distribution pattern of the laser light of the predetermined color emitted from the protruding region is different from the low beam. It can be a light distribution pattern.
  • the formation of the low beam may be hindered.
  • the spot diameter decreases as the light path length from the light source to the phase modulation element assembly 54 increases, as shown in FIG.
  • the incident spot SG of the green laser light is smaller than the incident spots SR and SB. For this reason, even when the incident spot SG of the green laser light largely moves due to the vibration of the vehicle or the like, it is possible to suppress the incident spot SG from protruding into the first phase modulation element 54R or the third phase modulation element 54B. Therefore, according to the vehicle headlamp 1 of the present embodiment, it is possible to suppress a desired light distribution pattern such as a low beam from being disrupted.
  • the spot diameter can be changed from the phase modulation element without providing an optical system or the like for adjusting the size of the incident spot.
  • the protrusion can be suppressed, and the increase in the number of parts can be suppressed.
  • the incident spots SR and SB of the red laser light and the blue laser light whose optical path lengths are longer than that of the green laser light may have the same size, and only the size of the incident spot SG may be reduced. That is, of at least two lights having different sizes of the incident spot, the incident spot may be made smaller as the light path length to the phase modulation element is longer. However, as described above, by making the incident spot smaller as the optical path length from the light source to the phase modulation element assembly 54 is longer, the size of the incident spot is adjusted according to the optical path length. Patterns can be more easily obtained.
  • FIG. 15 is a view showing a part of the lamp unit 20 of the vehicle headlamp 1 according to the eighth embodiment as a third aspect of the present invention, similarly to FIG. In FIG. 15, the heat sink 30, the cover 36, etc. of the lamp unit 20 are omitted for easy understanding.
  • the lamp unit 20 in the eighth embodiment is different from the lamp unit 20 in that a phase modulation element is provided for each light source to form a phase modulation element assembly 54 in that one phase modulation element 54S is provided. This is different from the lamp unit 20 in the seventh embodiment.
  • the configuration of the lamp unit 20 according to the eighth embodiment will be described.
  • the first light source 52R emits red laser light upward
  • the second light source 52G emits green laser light forward
  • the third light source 52B emits blue laser light forward.
  • These red laser light, green laser light, and blue laser light enter the phase modulation element 54S via the synthetic optical system 55.
  • These light sources 52R, 52G, and 52B are configured such that the optical path length from the second light source 52G to the phase modulation element 54S is the longest, and the optical path length from the third light source 52B to the phase modulation element 54S is the shortest.
  • the total number of luminous fluxes of the red laser light, the green laser light, and the blue laser light in the present embodiment is the same as in the seventh embodiment.
  • FIG. 16 is a front view schematically showing the phase modulation element 54S shown in FIG. 15 together with an incident spot of light incident on the phase modulation element 54S.
  • the incident spot SG of the green laser light having the longest optical path length to the phase modulation element 54S is minimized, and the blue laser light having the shortest optical path length to the phase modulation element 54S is obtained.
  • the incident spot SB is maximized.
  • the incident spots SR, SG, and SB are indicated by circles, but the outer shape of the incident spot may be non-circular, for example, elliptical.
  • the light sources 52R, 52G, and 52B of the present embodiment are connected to a control system (not shown).
  • This control system does not emit light from the light sources 52G and 52B while the light source 52R emits red laser light, and emits light from the light sources 52R and 52B while the light source 52G emits green laser light.
  • the vehicle headlamp 1 switches the emission of the light from the light sources 52R, 52G, and 52B at a predetermined cycle based on the control of the control system.
  • the laser beams emitted from the light sources 52R, 52G, 52B are collimated by the collimating lenses 53R, 53G, 53B.
  • a combining optical system 55 is provided above the collimating lens 53R and in front of the collimating lenses 53G and 53B. That is, the first optical element 55f is provided above the collimator lens 53R and in front of the collimator lens 53G, and the second optical element 55s is provided above the first optical element 55f and in front of the collimator lens 53B.
  • the optical elements 55f and 55s are arranged at an angle of approximately 45 ° in the same direction in the front-rear direction and the vertical direction.
  • phase modulation element 54S is provided above the second optical element 55s.
  • the phase modulation element 54S is disposed at a position where the red laser light, the green laser light, and the blue laser light that have passed through the combining optical system 55 can enter.
  • the phase modulation element 54S in the present embodiment is, for example, a reflection type LCOS.
  • the phase modulation element 54S is arranged to be inclined at approximately 45 ° in the front-rear direction and the vertical direction, and the inclination direction is the same as the optical elements 55f and 55s.
  • the lamp unit 20 in the present embodiment switches the light emission from the light sources 52R, 52G, 52B at a predetermined cycle based on the control of the control system. For example, first, a red laser beam is emitted from the first light source 52R for a predetermined time. During this time, the laser beams from the light sources 52G and 52B are not emitted. After being collimated by the collimator lens 53R, this red laser light is incident on the phase modulation element 54S via the combining optical system 55. As shown in FIG. 16, this red laser light is incident on the incident surface of the phase modulation element 54S at an incident spot SR of a predetermined size.
  • red laser light enters the phase modulation element 54S
  • the red laser light is diffracted and reflected by the phase modulation element 54S, and the first light DLR having the low beam light distribution pattern PL is emitted forward.
  • the light from the light source 52R is in a non-emission state, and instead of the light from the light source 52R, the green laser light is emitted from the light source 52G for a predetermined time.
  • the green laser light is collimated by the collimating lens 53G, and then enters the phase modulation element 54S via the combining optical system 55. As described above, the green laser light is incident on the incident surface of the phase modulation element 54S at an incident spot SG smaller than the incident spot SR of the red laser light.
  • the light from the light source 52G is in a non-emission state, and instead of the light from the light source 52G, the blue laser light is emitted from the light source 52B for a predetermined time.
  • the blue laser light is incident on the phase modulation element 54S via the combining optical system 55. As described above, this blue laser light is incident on the incident surface of the phase modulation element 54S at an incident spot SB larger than the incident spot SR of the red laser light.
  • the light emission cycle is repeated at a predetermined cycle.
  • the control system switches the light emission from the light sources 52R, 52G, and 52B at a predetermined cycle, so that the light DLR, DLG, and DLB are switched and emitted from the vehicle headlamp 1 at a predetermined cycle.
  • this cycle is shorter than the temporal resolution of human vision, an afterimage effect occurs as in the third embodiment as the first aspect, and the human recognizes that light of different colors is synthesized and irradiated. I can do it. Therefore, by setting the cycle in the present embodiment shorter than the time resolution of a person, the person can recognize that the low beam, which is white light, is emitted from the vehicle headlight 1.
  • the temporal resolution of human vision is approximately 1/30 s, so the above cycle is preferably 1/30 s or less, more preferably 1/60 s or less.
  • the afterimage effect can occur even when the period is longer than 1/30 s. For example, even if the period is 1/15 s, the afterimage effect may occur.
  • the spot diameter can be changed from the phase modulation element without providing an optical system or the like for adjusting the size of the incident spot.
  • the protrusion can be suppressed, and the increase in the number of parts can be suppressed.
  • the number of phase modulation elements is reduced to one. The increase in the number of parts can be suppressed more effectively.
  • FIG. 17 is a diagram showing a part of the lamp unit 20 of the vehicle headlamp 1 according to the ninth embodiment as a third embodiment of the present invention, similarly to FIG. As shown in FIG. 17, the lamp unit 20 according to the ninth embodiment is different from the lamp unit 20 according to the ninth embodiment in that the phase modulation elements 54R, 54G, and 54B are arranged apart from each other.
  • the lamp unit 20 according to the ninth embodiment will be described.
  • the optical system unit 50 of the lamp unit 20 in the present embodiment includes a first light source 52R, a second light source 52G, a third light source 52B, a first phase modulation element 54R, and a second phase A modulation element 54G, a third phase modulation element 54B, and a combining optical system 55 are provided as main components.
  • each of the phase modulation elements 54R, 54G, and 54B is a reflection-type phase modulation element that reflects and diffracts and emits incident light, and specifically, is a reflection-type LCOS.
  • the first light source 52R emits a red laser beam having a predetermined total number of luminous fluxes upward.
  • the second light source 52G emits green laser light having a total number of light beams larger than that of the red laser light backward.
  • the third light source 52B emits rearward blue laser light having a total number of luminous fluxes larger than that of the green laser light. That is, in the present embodiment, the total number of light beams of the red laser light is the smallest, and the total number of light beams of the blue laser light is the largest.
  • the laser beams emitted from the light sources 52R, 52G, 52B are collimated by the collimating lenses 53R, 53G, 53B.
  • the first phase modulation element 54R is disposed above the first collimating lens 53R, and is inclined by approximately 45 ° with respect to the front-rear direction and the vertical direction.
  • the red laser light collimated by the collimator lens 53R is incident on the incident surface of the first phase modulation element 54R as an incident spot SR having a predetermined size.
  • the second phase modulation element 54G is disposed behind the second collimating lens 53G, and is disposed at an angle of approximately 45 ° in the direction opposite to the first phase modulation element 54R with respect to the front-rear direction and the vertical direction. .
  • the green laser light collimated by the collimator lens 53G is incident on the incident surface of the second phase modulation element 54G at an incident spot SG larger than the incident spot SR.
  • the third phase modulation element 54B is disposed behind the third collimating lens 53B, and is disposed at an angle of approximately 45 ° in the direction opposite to the first phase modulation element 54R with respect to the front-rear direction and the up-down direction. .
  • the blue laser light collimated by the collimator lens 53B is incident on the incident surface of the third phase modulation element 54B at an incident spot SB larger than the incident spot SG.
  • the incident spot SR of the red laser light having the smallest total light flux is the smallest
  • the incident spot SB of the blue laser light having the largest total light flux is largest
  • the red laser light emitted upward from the first light source 52R is collimated by the collimator lens 53R and enters the first phase modulation element 54R at an incident spot SR having a predetermined size.
  • This red laser light is reflected while being diffracted by the first phase modulation element 54R, and the first light DLR, which is a low beam light distribution pattern PL, is emitted forward.
  • the green laser light emitted backward from the second light source 52G is collimated by the collimating lens 53G, and enters the second phase modulation element 54G at an incident spot SG larger than the incident spot SR.
  • the green laser light is reflected while diffracted by the second phase modulation element 54G, and the second light DLG, which is a low-beam light distribution pattern PL, is emitted upward.
  • the blue laser light emitted backward from the third light source 52B is collimated by the collimator lens 53B and enters the third phase modulation element 54B at an incident spot SB larger than the incident spot SG.
  • the blue laser light is reflected while being diffracted by the third phase modulation element 54B, and the third light DLB, which is a low-beam light distribution pattern PL, is emitted upward.
  • the first light DLR emitted from the first phase modulation element 54R passes through the first optical element 55f of the combining optical system 55 disposed in front of the first phase modulation element 54R.
  • the second light DLG emitted from the second phase modulation element 54G is reflected by the first optical element 55f disposed above the second phase modulation element 54G, and is emitted forward from the first optical element 55f.
  • the first combined light LS1 including the lights DLR and DLG propagates forward.
  • the first combined light LS1 emitted from the first optical element 55f passes through the second optical element 55s of the combined optical system 55 disposed in front of the first optical element 55f.
  • the third light DLB emitted from the third phase modulation element 54B is reflected by the second optical element 55s disposed above the third phase modulation element 54B, and is emitted forward from the second optical element 55s.
  • the second combined light LS2 including the lights DLR, DLG, and DLB is emitted forward from the second optical element 55s.
  • the lights DLR, DLG, and DLB that form the second combined light all have a low-beam light distribution pattern as described above. For this reason, the second combined light LS2 emitted from the opening 36H propagates forward by a predetermined distance, whereby the lights DLR, DLG, and DLB overlap, and a low beam as white light can be formed.
  • the incident spot SB of the blue laser light having the largest total light flux is maximized, and the incident spot SR of the red laser light having the smallest total light flux is obtained. Is minimized.
  • the energy per unit area can be close to even. Therefore, a specific phase modulation element can be suppressed from deteriorating more quickly than other phase modulation elements, and the light distribution pattern can be prevented from being broken for a long period of time. Therefore, it can be suppressed that the useful life of the vehicle headlight is shortened.
  • the size of the incident spot of each laser beam differs according to the total number of luminous fluxes, the energy per unit area of each laser beam can be equalized without providing an optical system for adjusting the size of the incident spot. And the increase in the number of parts can be suppressed.
  • the lamp unit 20 of the vehicle headlamp 1 according to the tenth embodiment as a third aspect of the present invention includes three first light sources 52R, two second light sources 52G, and one third light source 52B. This is different from the lamp unit 20 according to the seventh embodiment in which the light sources 52R, 52G, and 52B are provided one by one.
  • the light sources 52R, 52G, and 52B of the present embodiment can be visually recognized as FIG. 13 in a vertical cross-sectional view, three first light sources 52R are arranged along the depth direction perpendicular to the front-rear direction and the vertical direction, and three Two second light sources 52G are arranged in the depth direction above one light source 52R, and one third light source 52B is arranged above two second light sources 52G.
  • the total luminous flux of the light emitted from each of the plurality of light sources is substantially the same.
  • the total amount of red light is the largest, and the total amount of blue light is the smallest. It may be preferable to do so. Therefore, in the lamp unit 20 of the present embodiment, as described above, three first light sources 52R that emit red light are arranged to maximize the total luminous flux of red light, and the second light source 52R that emits green light. Two light sources 52G are arranged to make the total luminous flux of green light smaller than the total luminous flux of red light, and one third light source 52B that emits blue light is arranged to minimize the total luminous flux of blue light. doing.
  • FIG. 18 is a front view showing the phase modulation element according to the present embodiment together with the incident spot of light incident on the phase modulation element from the same viewpoint as FIG.
  • the number of the first light sources 52R is the largest when the number is three, and each of the incident spots SR of the red light emitted from the first light sources 52R is the incident spot SR of the two green lights. It is smaller than the spot SG and one incident spot SB of blue light. Further, each of the incident spots SG of the green light emitted from the two second light sources 52G is smaller than the incident spot SR.
  • the number of the third light sources 52B is one and the smallest, and the incident spot SB of the blue light emitted from the third light source 52B is the largest. As described above, in the present embodiment, light with a smaller incident spot is emitted from a larger number of light sources.
  • phase modulation element As described above, light having a smaller incident spot is emitted from a larger number of light sources, and thus, without providing an optical system or the like for adjusting the size of the incident spot, it is possible to suppress the phase modulation element from increasing in size.
  • the light emitted from a large number of light sources can be received by the modulation element without leakage, and an increase in the number of components can be suppressed.
  • the third aspect of the present invention has been described by taking the seventh to tenth embodiments as examples, but the third aspect of the present invention is not limited to these.
  • the laser beam having a longer optical path length to the phase modulation element has a smaller incident spot on the phase modulation element, but is not limited to this.
  • the incident spot on the phase modulation element may be made larger as the total number of light beams becomes larger.
  • the energy per unit area of the red laser light incident on the phase modulation element 54R, the energy per unit area of the green laser light incident on the phase modulation element 54G, and the phase modulation element The energy per unit area of the blue laser light incident on 54B can be nearly the same. For this reason, it can be suppressed that a specific phase modulation element is deteriorated earlier than other phase modulation elements.
  • the incident spot on the phase modulation element was increased as the total number of laser beams increased, but the present invention is not limited to this.
  • the incident spot on the phase modulation element may be made smaller as the laser light has a longer optical path length to the phase modulation element.
  • a desired light distribution pattern may be easily obtained.
  • the incident spot SR of the red light emitted from the first light source 52R, the incident spot SG of the green light emitted from the second light source 52G, and the third light source Although the example in which the incident spot SB of the blue light emitted from the 52B is different from the incident spot SB has been described, at least two of the incident spots SR, SG, and SB need only be different in size. However, when the sizes of the incident spots SR, SG, and SB are all different, the size of the spot diameter can be adjusted more effectively, and the increase in the number of parts can be suppressed more effectively.
  • the incident spot of light having a longer wavelength may be smaller.
  • the incident spots SR, SG, and SB are made concentric circles.
  • the red light, the green light, and the blue light are refracted by the phase modulation element 54S, respectively, reflected by the phase modulation element 54S, and emitted from the phase modulation element 54S.
  • red light emitted from the phase modulation element 54S is refracted most in the phase modulation element 54S, and blue light emitted from the phase modulation element 54S. Is refracted the least in the phase modulation element 54S.
  • the incident spot SR is the smallest and the incident spot SB is the largest, so that the red light, the green light, and the blue light emitted from the phase modulation element 54S.
  • the outer edges of the red light, the green light, and the blue light overlap with each other, and color blurring at the outer edge of the combined light including the red light, the green light, and the blue light can be suppressed.
  • phase modulation element As the third mode, the example in which the reflection type LCOS is used as the phase modulation element has been described, but another type of phase modulation element may be used as the phase modulation element.
  • another type of phase modulation element may be used as the phase modulation element.
  • an LCD, a diffraction grating, or a GLV may be used.
  • the vehicle headlamp 1 as a vehicle lamp emits a low beam
  • the vehicle lamp as the third aspect emits a low beam.
  • the emitted light is not limited to the low beam.
  • a vehicle lamp according to another embodiment may be configured to irradiate a low beam and light OHS for sign recognition as shown in FIG.
  • the vehicle lamp according to another embodiment may be configured to irradiate a high-beam light distribution pattern PH as shown in FIG. 5B.
  • the vehicular lamp according to the third aspect of the present invention may be applied as an image. In such a case, the direction of light emitted from the vehicle lamp and the mounting position of the vehicle lamp in the vehicle are not particularly limited.
  • FIG. 20 is a view showing a part of a lamp unit 20 according to an eleventh embodiment as a fourth aspect of the present invention, and is a longitudinal sectional view showing a part of a vertical cross section of the lamp unit 20.
  • the lamp unit 20 of the present embodiment is mainly different from the lamp unit 20 of the first embodiment in that a case 40 is provided instead of the cover 36.
  • the optical system unit 50 according to the present embodiment includes a plurality of phase modulation elements 54R, 54G, and 54B instead of the phase modulation element assembly 54, and further includes a plurality of movable members 57R, 57G, and 57B. It differs from the optical system unit 50 of the first embodiment mainly in that a combining optical system 55 is provided instead of the optical optical system 155.
  • the case 40 is arranged on the upper surface of the base plate 31 of the heat sink 30.
  • the case 40 of the present embodiment includes a base 41 made of a metal such as aluminum and a cover 42, and the base 41 is fixed to the upper surface of the base plate 31 of the heat sink 30.
  • the base 41 is formed in a box shape with an opening formed from the front to the top, and the cover 42 is fixed to the base 41 so as to close the opening on the upper side.
  • An opening 40 ⁇ / b> H defined by the front end of the base 41 and the front end of the cover 42 is formed at the front of the case 40.
  • An optical system unit 50 is arranged in a space inside the case 40.
  • the inner walls of the base 41 and the cover 42 are preferably made light-absorbing by black alumite processing or the like. By making the inner walls of the base 41 and the cover 42 light-absorbing, it is possible to prevent the light irradiated on the inner wall of the base 41 from being reflected or refracted by unintended reflection and emitted from the opening 40H in an unintended direction. Can be suppressed.
  • the optical system unit 50 includes a first light source 52R, a second light source 52G, a third light source 52B, a first phase modulation element 54R, and a second phase modulation element 54G.
  • each of the phase modulation elements 54R, 54G, and 54B is a reflection-type phase modulation element that reflects and diffracts and emits incident light, and specifically, is a reflection-type LCOS.
  • the first light source 52R emits red laser light upward
  • the second light source 52G emits green laser light backward
  • the third light source 52B emits blue laser light backward.
  • the first light source 52R is fixed to a movable portion of a movable member 57R fixed to the base 41.
  • the movable section of the movable member 57R is connected to a control section (not shown), and moves periodically in two directions: a front-rear direction, and a depth direction perpendicular to the front-rear direction and the up-down direction under the control of the control section. It has become.
  • the second light source 52G is fixed to a movable portion of a movable member 57G fixed to the base 41.
  • the movable section of the movable member 57G is connected to a control section (not shown), and moves periodically in the up-down direction and the depth direction under the control of the control section.
  • the third light source 52B is fixed to a movable portion of a movable member 57B fixed to the base 41.
  • the movable section of the movable member 57B is connected to a control section (not shown), and is controlled to move periodically in the vertical and depth directions under the control of the control section.
  • the first light source 52R is electrically connected to a circuit board 59R fixed to the base 41, and receives power via the circuit board 59R.
  • the second light source 52G is electrically connected to a circuit board 59G fixed to the base 41, and receives power supply via the circuit board 59G.
  • the third light source 52B is electrically connected to a circuit board 59B fixed to the base 41, and receives power supply via the circuit board 59B.
  • FIG. 21 is a front view schematically showing a part of such a circuit board 59R. Since the circuit boards 59G and 59B have the same configuration as the circuit board 59R, description of the circuit boards 59G and 59B is omitted.
  • a circular hole 90 is formed in the circuit board 59R as shown in FIG.
  • a conductive layer 94 is formed on one side and the other side of the circular hole 90. These conductive layers 94 are electrically connected via a plate-shaped conductive member 91.
  • the conductive member 91 has a pair of flat plate portions 92 located outside the circular hole 90 and a pair of elastic connection portions 93 located inside the circular hole 90.
  • the flat plate portion 92 located on one side of the circular hole 90 is fixed to the conductive layer 94 located on one side of the circular hole 90.
  • the flat plate portion 92 located on the other side of the circular hole 90 is fixed to the conductive layer 94 located on the other side of the circular hole 90.
  • the pair of elastic connection portions 93 are formed in a substantially circular shape as a whole, and the diameter of the circle formed by the pair of elastic connection portions 93 is smaller than the diameter of the terminal of the light source 52R. Therefore, when the terminal of the light source 52R is fitted inside the circle formed by the elastic connection portion 93, the light source 52R and the elastic connection portion 93 are electrically connected, and the light source 52R is movable by the elastic connection portion 93. Is maintained. With such a configuration, the light source 52R can also move with the active movement of the movable part of the movable member 57R.
  • the first collimating lens 53R is disposed above the first light source 52R, and collimates the laser light emitted from the first light source 52R in the fast axis direction and the slow axis direction.
  • the second collimating lens 53G is arranged behind the second light source 52G, and collimates the laser light emitted from the second light source 52G in the fast axis direction and the slow axis direction.
  • the third collimating lens 53B is disposed behind the third light source 52B, and collimates the laser light emitted from the third light source 52B in the fast axis direction and the slow axis direction.
  • the first phase modulation element 54R is disposed above the first collimating lens 53R, and is fixed to the base 41 by a configuration (not shown). Further, the first phase modulating element 54R is arranged at an angle of approximately 45 ° with respect to the front-rear direction and the vertical direction. Therefore, the red laser light emitted from the first collimating lens 53R is incident on the first phase modulation element 54R, is diffracted, changes its direction by approximately 90 °, and is emitted toward the combining optical system 55 located in front. I do.
  • the second phase modulation element 54G is disposed behind the second collimating lens 53G, and is fixed to the base 41 by a configuration (not shown).
  • the second phase modulating element 54G is disposed at an angle of approximately 45 ° in the direction opposite to the first phase modulating element 54R with respect to the front-rear direction and the vertical direction. Therefore, the green laser light emitted from the second collimating lens 53G is incident on the second phase modulation element 54G and is diffracted, changes its direction by approximately 90 °, and emits toward the combined optical system 55 located above. I do.
  • the third phase modulation element 54B is arranged behind the third collimating lens 53B, and is fixed to the base 41 by a configuration (not shown).
  • the third phase modulating element 54B is arranged at an angle of approximately 45 ° in the direction opposite to the first phase modulating element 54R with respect to the front-rear direction and the vertical direction. Therefore, the blue laser light emitted from the third collimating lens 53B is incident on the third phase modulation element 54B and is diffracted, changes its direction by approximately 90 °, and emits toward the combined optical system 55 located above. I do.
  • the combining optical system 55 has a first optical element 55f and a second optical element 55s.
  • the first optical element 55f is disposed in front of the first phase modulation element 54R and above the second phase modulation element 54G, and is inclined by approximately 45 ° in the same direction as the first phase modulation element 54R with respect to the front-rear direction and the up-down direction. It is arranged in the state that it was.
  • the first optical element 55f is, for example, a wavelength selection filter in which an oxide film is laminated on a glass substrate, transmits light having a wavelength longer than a predetermined wavelength, and reflects light having a wavelength shorter than the predetermined wavelength. Thus, the type and thickness of the oxide film are adjusted.
  • the first optical element 55f is configured to transmit red light having a wavelength of 638 nm emitted from the first light source 52R and reflect green light having a wavelength of 515 nm emitted from the second light source 52G.
  • the second optical element 55s is disposed in front of the first optical element 55f and above the third phase modulation element 54B, and is inclined by approximately 45 ° in the same direction as the first phase modulation element 54R with respect to the front-rear direction and the vertical direction. It is arranged in a state.
  • the second optical element 55s is a wavelength selection filter, like the first optical element.
  • the second optical element 55s transmits red light having a wavelength of 638 nm emitted from the first light source 52R and green light having a wavelength of 515 nm emitted from the second light source 52G, and has a wavelength of 445 nm emitted from the third light source 52B. Is configured to reflect blue light.
  • phase modulation elements 54R, 54G, and 54B have the same configuration. Therefore, hereinafter, only the first phase modulation element 54R will be described in detail, and description of the second phase modulation element 54G and the third phase modulation element 54B will be omitted as appropriate.
  • the first phase modulation element 54R of the present embodiment has the same configuration as the first phase modulation element 54R of the first embodiment. However, the external shape of the first phase modulation element 54R in a front view is different from the external shape of the first phase modulation element 54R of the first embodiment in a front view.
  • FIG. 22 is a front view schematically showing the first phase modulation element 54R of the present embodiment. As shown in FIG. 22, the first phase modulation element 54R is formed in a substantially rectangular shape when viewed from the front.
  • the first phase modulating element 54R is composed of a plurality of modulating sections MP divided in a matrix like the first phase modulating element 54R of the first embodiment, and each of the modulating sections MP is arranged in a matrix. Contains multiple dots.
  • the circle shown by the solid line and the circle shown by the broken line indicate the incident spot SR of the red laser light incident on the incident surface of the first phase modulation element 54R. This incident spot will be described later in detail.
  • the second phase modulation element 54G and the third phase modulation element 54B are each composed of a plurality of modulation sections MP divided in a matrix, and each of the modulation sections MP is Includes a plurality of dots arranged in
  • each of the modulation sections MP of the first phase modulation element 54R has the same phase modulation pattern corresponding to the red laser light.
  • This phase modulation pattern is such that the light distribution pattern of the emitted light has the same shape as the low beam light distribution pattern PL shown in FIG.
  • each of the modulation sections MP of the second phase modulation element 54G has the same phase modulation pattern corresponding to the green laser light.
  • This phase modulation pattern is a phase modulation pattern in which the shape of the light distribution pattern of the emitted light is the same as the shape of the low beam light distribution pattern PL.
  • each of the modulation sections MP of the third phase modulation element 54B has the same phase modulation pattern corresponding to the blue laser light.
  • This phase modulation pattern is a phase modulation pattern in which the shape of the light distribution pattern of the emitted light is the same as the shape of the low beam light distribution pattern PL. For this reason, the shape of the light distribution pattern of the light emitted from the phase modulation elements 54R, 54G, 54B is substantially the same as the shape of the low beam light distribution pattern.
  • red laser light is generated by the first light source 52R, and the red laser light is emitted upward.
  • the first light source 52R is fixed to the movable member 57R, and the movable member 57R periodically moves in the front-rear direction and the depth direction.
  • the red laser light emitted from the first light source 52R also periodically moves in the front-rear direction and the depth direction.
  • Such red laser light is collimated by the first collimator lens 53R disposed above and enters the phase modulation element 54R.
  • the red laser light that has entered the phase modulation element 54R is reflected by the phase modulation element 54R and emitted forward from the phase modulation element 54R.
  • the movable member 57R periodically moves in two directions. Therefore, as shown in FIG. 22, the incident spot SR of the red laser light periodically moves in two directions on the incident surface of the phase modulation element 54R.
  • the movable member 57R functions as a spot moving unit that relatively moves the incident spot SR with respect to the phase modulation element 54R. Note that the solid circle in FIG. 22 shows the position of the incident spot SR before the movement, and the four broken circles show the position of the incident spot SR after the movement.
  • the incident spot SR includes at least one modulation unit MPR regardless of the position of the incident spot SR on the incident surface of the phase modulation element 54R.
  • the light distribution pattern of the red laser light emitted from the phase modulation element 54R is the same regardless of before and after and during the relative movement of the incident spot SR.
  • the red laser light having a predetermined light distribution pattern is emitted forward from the phase modulation element 54R.
  • the red laser light emitted from the phase modulation element 54R is referred to as a first light DLR.
  • the light distribution pattern of the first light DLR has substantially the same shape as the low beam light distribution pattern PL.
  • the moving distance of the incident spot SR on the incident surface of the phase modulation element 54R is equal to or larger than the diameter of the incident spot SR.
  • the incident spot is shown as a circle, but the outer shape of the incident spot is not limited to a circle, and may be, for example, an ellipse.
  • the green laser light incident on the phase modulation element 54G is reflected by the phase modulation element 54G and emitted upward from the phase modulation element 54G.
  • the movable member 57G periodically moves in two directions. Therefore, the incident spot of the green laser light periodically moves on the incident surface of the phase modulation element 54G in two directions.
  • the movable member 57G functions as a spot moving unit that relatively moves the incident spot of the green laser light with respect to the phase modulation element 54G.
  • the incident spot of the green laser light includes at least one modulation unit MP.
  • the light distribution pattern of the green laser light emitted from the phase modulation element 54G is the same regardless of before and after and during the relative movement of the green laser light incident spot.
  • green light having a predetermined light distribution pattern is emitted upward from the phase modulation element 54G.
  • the green light emitted from the phase modulation element 54G is referred to as a second light DLG.
  • the light distribution pattern of the second light DLG has the same shape as the low beam light distribution pattern.
  • the moving distance of the incident spot of the green laser light on the incident surface of the phase modulation element 54G is equal to or larger than the diameter of the incident spot.
  • the blue laser light incident on the phase modulation element 54B is reflected by the phase modulation element 54B and emitted upward from the phase modulation element 54B.
  • the movable member 57B periodically moves in two directions. For this reason, the incident spot of the blue laser light moves periodically in two directions on the incident surface of the phase modulation element 54B.
  • the movable member 57B functions as a spot moving unit that relatively moves the incident spot of the blue laser light with respect to the phase modulation element 54G.
  • the incident spot of the blue laser light includes at least one modulation unit MP. Therefore, the light distribution pattern of the blue laser light emitted from the phase modulation element 54B is the same regardless of before and after and during the relative movement of the incident spot of the blue laser light.
  • blue light having a predetermined light distribution pattern is emitted upward from the phase modulation element 54B.
  • the blue light emitted from the phase modulation element 54B is referred to as a third light DLB.
  • the light distribution pattern of the third light DLB has the same shape as the low beam light distribution pattern.
  • the moving distance of the incident spot of the blue laser light on the incident surface of the phase modulation element 54B is equal to or larger than the diameter of the incident spot.
  • first optical element 55f of the combining optical system 55 is disposed in front of the first phase modulation element 54R.
  • the first optical element 55f is configured to transmit red light. Therefore, the first light DLR emitted from the first phase modulation element passes through the first optical element 55f and propagates forward.
  • a first optical element 55f is disposed above the second phase modulation element 54G.
  • the first optical element 55f is configured to reflect green light, and is inclined by approximately 45 ° with respect to the front-back direction and the up-down direction.
  • the second light DLG is reflected by the first optical element 55f and propagates forward. That is, the first combined light LS1 including the first light DLR and the second light DLG propagates toward the second optical element 55s.
  • second optical element 55s of the combining optical system 55 is disposed in front of the first optical element 55f.
  • the second optical element 55s is configured to transmit red light and green light. Therefore, the first combined light LS1 passes through the second optical element 55s.
  • a second optical element 55s is arranged above the third phase modulation element 54B.
  • the second optical element 55s is configured to reflect blue light, and is inclined by approximately 45 ° with respect to the front-rear direction and the up-down direction, so that the second optical element 55s is emitted from the third phase modulation element 54B.
  • the third light DLB is reflected by the second optical element 55s and propagates forward. That is, the second combined light LS2 composed of the first light DLR, the second light DLG, and the third light DLB propagates toward the opening 40H of the case 40 and exits from the opening 40H.
  • the lights DLR, DLG, and DLB forming the second combined light all have the light distribution pattern in the form of the low beam, as described above. For this reason, the second combined light LS2 emitted from the opening 40H propagates forward by a predetermined distance, whereby the lights DLR, DLG, and DLB overlap, and the low beam distribution as white light as shown in FIG. A light pattern PL can be formed.
  • the vehicle headlamp 1 includes light sources 52R, 52G, 52B, phase modulation elements 54R, 54G, 54B, and movable members 57R, 57G, 57B as spot moving units.
  • the light sources 52R, 52G, 52B emit light of a predetermined wavelength.
  • the phase modulation elements 54R, 54G, and 54B diffract the light emitted from the light sources 52R, 52G, and 52B, thereby turning the light into a predetermined light distribution pattern.
  • the movable members 57R, 57G, 57B move the incident spot of light on the phase modulation elements 54R, 54G, 54B relative to the phase modulation elements 54R, 54G, 54B.
  • Each of the phase modulation elements 54R, 54G, and 54B is divided into a modulation unit MP that forms a light distribution pattern, and at least one modulation unit MP is included in an incident spot. Therefore, according to the vehicle headlamp 1 of the present embodiment, the same light distribution pattern can be formed even when the incident spot moves. According to the vehicle headlamp 1 of the present embodiment, since the incident spot moves relative to the phase modulation elements 54R, 54G, 54B, light is emitted to specific regions of the phase modulation elements 54R, 54G, 54B. Concentrated incidence can be suppressed, and the specific region can be prevented from becoming hot. Therefore, generation of a region where a predetermined light distribution pattern is difficult to be formed is suppressed, and a desired light distribution pattern is easily obtained.
  • the distance that the incident spot of the red laser light moves on the incident surface of the phase modulation element 54R is determined by the incident spot. Is greater than or equal to the diameter.
  • the distance over which the incident spot of the green laser light moves on the incident surface of the phase modulation element 54G is equal to or greater than the diameter of the incident spot.
  • the distance over which the incident spot of the blue laser light moves on the incident surface of the phase modulation element 54B is set to be equal to or larger than the diameter of the incident spot. For this reason, as shown in FIG. 22, it is possible to suppress the incident spot after the movement and the incident spot before the movement from overlapping, and it is effective to raise the temperature of specific regions of the phase modulation elements 54R, 54G, and 54B. Can be suppressed.
  • the incident spot of the red laser light, the incident spot of the green laser light, and the incident spot of the blue laser light are respectively Move regularly. Therefore, it is possible to effectively suppress light from entering the specific regions of the phase modulation elements 54R, 54G, and 54B for a long time, and the specific regions of the phase modulation elements 54R, 54G, and 54B may be heated to a high temperature. It can be more suppressed.
  • the cycle of moving the incident spot can be appropriately changed in consideration of the heat resistance of the phase modulation elements 54R, 54G, 54B and the like. For example, the incident spot may be moved in two directions in a one-second cycle, or this cycle may be a one-minute cycle.
  • the incident spot moves in two directions by the movable members 57R, 57G, and 57B that are spot moving mechanisms. For this reason, the incident spot can move more widely on the incident surface of the phase modulation element than when the incident spot moves only in one direction. For this reason, it can be effectively suppressed that the temperature of the specific region rises.
  • the incident spot may move only in one direction. Further, the incident spot may move in three or more directions. When the incident spot moves in three or more directions, the incident surface of the phase modulation element can be moved over a wider range than when the incident spot moves in two directions. For this reason, it can be more effectively suppressed that the temperature of the specific region rises.
  • the light sources 52R, 52G, and 52B are held by the elastic connecting portions 93 of the circuit boards 59B, 59G, and 59B. Therefore, it is possible to move only the light sources 52R, 52G, and 52B.
  • the phase modulation elements 54R, 54G, 54B are provided for each of the light sources 52R, 52G, 52B. That is, since the phase modulation elements 54R, 54G, 54B are provided in one-to-one correspondence with the light sources 52R, 52G, 52B, it is possible to easily adjust the light distribution pattern for each light source.
  • FIG. 23 is a view showing a part of the lamp unit 20 of the vehicle headlamp 1 in the twelfth embodiment as a fourth aspect of the present invention, similarly to FIG.
  • the lamp unit 20 according to the eleventh embodiment is different from the lamp unit 20 according to the eleventh embodiment in that light sources 52R, 52G, and 52B are attached to a base 41 of a case 40 via elastic members.
  • the first light source 52R is attached to the base 41 via a pair of elastic members 157R
  • the second light source 52G is attached to the base 41 via a pair of elastic members 157G.
  • the third light source 52B is attached to the base 41 via a pair of elastic members 157B.
  • the elastic members 157R, 157G, 157B may be, for example, springs.
  • the light sources 52R, 52G, and 52B are attached to the base 41 via the elastic members 157R, 157G, and 157B, the light sources 52R, 52G, and 52B are accompanied by vibrations during running of the vehicle. Vibrates passively. Therefore, the incident spot relatively moves with respect to the phase modulation elements 54R, 54G, 54B with the vibration of the light sources 52R, 52G, 52B. Therefore, similarly to the eleventh embodiment, the light is prevented from being concentrated on a specific region of the phase modulation element, and a desired light distribution pattern is easily obtained.
  • FIG. 24 is a diagram showing a part of the lamp unit 20 of the vehicle headlamp 1 according to a thirteenth embodiment as a fourth aspect of the present invention, similarly to FIG. In FIG. 24, a part of the case 40 is omitted for easy understanding.
  • the lamp unit 20 in the thirteenth embodiment has three phase modulation elements in the optical system unit 50 in that the number of phase modulation elements in the optical system unit 50 is one. This is different from the lamp unit 20 in the eleventh and twelfth embodiments.
  • the configuration of the lamp unit 20 according to the thirteenth embodiment will be described.
  • the first light source 52R is arranged to emit red laser light upward
  • the second light source 52G is arranged to emit green laser light backward
  • the third light source 52B emits blue laser light. It is arranged to emit backward.
  • the first light source 52R is fixed to a movable portion of a movable member 57R fixed to the base 41.
  • the movable portion of the movable member 57R periodically moves in the front-rear direction and the depth direction.
  • the first light source 52R is held by an elastic connecting portion of the circuit board 59R, as in the first embodiment. For this reason, the light source 52R can move in the front-back direction and the depth direction with the movement of the movable portion of the movable member 57R.
  • the second light source 52G is fixed to a movable portion of a movable member 57G fixed to the base 41.
  • the movable portion of the movable member 57G moves periodically in the up-down direction and the depth direction.
  • the second light source 52G is held by the elastic connecting portion of the circuit board 59G as in the first embodiment. For this reason, the light source 52G can move in the vertical direction and the depth direction with the movement of the movable portion of the movable member 57G.
  • the third light source 52B is fixed to a movable part of a movable member 57B fixed to the base 41.
  • the movable portion of the movable member 57B periodically moves in the up-down direction and the depth direction.
  • the third light source 52B is held by the elastic connection portion of the circuit board 59B, as in the first embodiment. For this reason, the light source 52B can move in the up-down direction and the depth direction with the movement of the movable portion of the movable member 57B.
  • the circuit boards 59R, 59G, 59B are connected to a control unit (not shown).
  • This control unit does not emit light from the light sources 52G and 52B while the light source 52R emits red laser light, and emits light from the light sources 52R and 52B while the light source 52G emits green laser light. Are not emitted, and the light from the light sources 52R and 52G is not emitted while the light source 52B emits the blue laser light. That is, in the present embodiment, the red laser light from the light source 52R, the green laser light from the light source 52G, and the blue laser light from the light source 52B are switched and emitted at a predetermined cycle based on the control of the control unit. .
  • the laser beams emitted from the light sources 52R, 52G, 52B are collimated by the collimating lenses 53R, 53G, 53B.
  • a combining optical system 55 is provided above the collimating lens 53R and behind the collimating lenses 53G and 53B. That is, the first optical element 55f is provided above the collimator lens 53R and behind the collimator lens 53G, and the second optical element 55s is provided above the first optical element 55f and behind the collimator lens 53B. These optical elements 55f and 55s are arranged at an angle of approximately 45 ° in the front-rear direction and the vertical direction.
  • phase modulation element 54S is provided above the second optical element 55s.
  • the phase modulation element 54S is disposed at a position where the red laser light, the green laser light, and the blue laser light that have passed through the combining optical system 55 can enter.
  • the phase modulation element 54S in the present embodiment is, for example, a reflection type LCOS.
  • the phase modulation element 54S is arranged to be inclined at approximately 45 ° in the front-rear direction and the vertical direction, and the inclination direction is opposite to the optical elements 55f and 55s.
  • the phase modulating element 54S is divided into a plurality of modulating sections as in the eleventh and twelfth embodiments, and a light distribution pattern having substantially the same shape as the low beam light distribution pattern is formed from each modulation section. obtain.
  • each of the incident spots of the red laser light, the green laser light, and the blue laser light includes the entire region of at least one modulation unit.
  • the red laser light from the light source 52R, the green laser light from the light source 52G, and the blue laser light from the light source 52B are switched and emitted at a predetermined cycle.
  • a red laser beam is emitted from the first light source 52R for a predetermined time.
  • red laser light is emitted from the plurality of first light sources 52R for a predetermined time.
  • the laser beams from the light sources 52G and 52B are not emitted.
  • the red laser light After being collimated by the collimator lens 53R, the red laser light passes through the combining optical system 55 and enters the phase modulation element 54S.
  • the incident spot of the red laser light also moves in two directions on the incident surface of the phase modulation element 54S.
  • the first light having a light distribution pattern having substantially the same shape as the low beam light distribution pattern is output from the phase modulation element 54S.
  • the DLR exits forward.
  • the light from the light source 52R is in a non-emission state, and the green laser light is emitted from the light source 52G for a predetermined time.
  • green laser light is emitted from the plurality of second light sources 52G for a predetermined time.
  • the green laser light After being collimated by the collimator lens 53G, the green laser light passes through the combining optical system 55 and enters the phase modulation element 54S. As described above, since the first light source 52R moves in two directions, the incident spot of the green laser light also moves in two directions on the incident surface of the phase modulation element 54S.
  • the phase modulation element 54S outputs the second light having a light distribution pattern having substantially the same shape as the light distribution pattern of the low beam. DLG emits forward.
  • the red laser light from the light source 52G is in a non-emission state, and the blue laser light is emitted from the light source 52B for a predetermined time.
  • a plurality of third light sources 52B that emit blue laser light are provided, blue laser light is emitted from the plurality of third light sources 52B for a predetermined time. After being collimated by the collimator lens 53B, this blue laser light passes through the combining optical system 55 and enters the phase modulation element 54S. As described above, since the third light source 52B moves in two directions, the incident spot of the blue laser light also moves in two directions on the incident surface of the phase modulation element 54S.
  • the third light having a light distribution pattern having substantially the same shape as the low beam light distribution pattern is output from the phase modulation element 54S. DLB emits forward.
  • the light emission cycle as described above is repeated at a predetermined cycle.
  • the period of the emission cycle is shorter than the temporal resolution of human vision, an afterimage effect occurs, and the human can recognize that light of different colors is synthesized and emitted. Therefore, by making the above cycle shorter than the time resolution of a person, the person can emit white light, in which the light DLR that is red light, the light DLG that is green light, and the DLB that is blue light are combined, from the lamp unit 20. It can be recognized that the light is emitted.
  • the period is preferably 1/30 s or less, more preferably 1/60 s or less. Note that the afterimage effect can occur even when the period is longer than 1/30 s. For example, even if the period is 1/15 s, the afterimage effect may occur.
  • the incident spot moves on the incident surface of the phase modulation element, so that light concentrates on a specific region of the phase modulation element. Incident light, and a desired light distribution pattern such as a low beam can be easily obtained.
  • the number of phase modulation elements constituting the optical system unit 50 is reduced. Since the number of components can be reduced to one, the number of parts can be reduced and cost can be reduced.
  • the light sources 52R, 52G, and 52B switch light emission.
  • at least two of the light sources 52R, 52G, and 52B may switch light emission at a predetermined cycle.
  • the thirteenth embodiment may be modified so that only the light sources 52R and 52G switch the light emission at a predetermined cycle.
  • the optical system is composed of two phase modulation elements, a phase modulation element that receives red laser light and green laser light from the light sources 52R and 52G, and a phase modulation element 54B that receives blue laser light from the light source 52B.
  • Unit 50 may be configured. That is, also in this modification, the number of phase modulation elements can be reduced as compared with the eleventh and twelfth embodiments.
  • the fourth aspect of the present invention has been described by taking the eleventh to thirteenth embodiments as examples, but the fourth aspect of the present invention is not limited to these.
  • the incident spot is moved on the incident surface of the phase modulation element by fixing the phase modulation element to the base and moving the light source.
  • the light source may be fixed to the case 40 and the phase modulation element may be moved with respect to the light source. That is, a spot moving unit that moves the phase modulation element may be configured.
  • the spot moving unit for moving the light source since the light source tends to be lighter than the phase modulation element, by configuring the spot moving unit for moving the light source as in the eleventh to thirteenth embodiments, the incident spot can be adjusted on the incident surface of the phase modulation element. It can be easier to move.
  • LCOS is a phase modulation element that causes a refractive index difference in a liquid crystal layer by changing the alignment pattern of liquid crystal molecules.
  • LCOS when the temperature of a specific region rises, the change in the alignment pattern in that region increases, and there is a great concern that it is difficult to obtain a desired light distribution pattern.
  • GLV may be used as the phase modulation element.
  • phase modulation element is a reflection type
  • the phase modulation element may be a transmission type
  • the moving distance of the incident spot is equal to or larger than the diameter of the incident spot. It may be small.
  • the distance that the incident spot relatively moves may be equal to or larger than the radius of the incident spot.
  • the power distribution of light at an incident spot is generally not uniform, and for example, a predetermined area such as a central area of the incident spot tends to be a power peak area. Considering the size of the peak area, if the distance that the incident spot moves relative to the phase modulation element is equal to or greater than the radius of the incident spot, it is possible to suppress the peak areas from overlapping before and after the relative movement.
  • the temperature of a specific region of the phase modulation element can be effectively suppressed from rising.
  • the moving distance of the incident spot is smaller than the diameter of the incident spot, an area where the incident spot before the movement and the incident spot after the movement may overlap may be generated, and there is a possibility that the temperature rise is large in this area. For this reason, it is more preferable that the moving distance of the incident spot is equal to or larger than the diameter of the incident spot.
  • the incident spot may move irregularly.
  • the period during which the incident spot stays in the same area may be long, and the temperature rise may be large in this area. For this reason, it is preferable that the incident spot moves periodically.
  • the vehicle headlamp as the vehicle lamp includes three light sources 52R, 52G, and 52B. It suffices if one light source and one phase modulation element that receives light from the light source are provided. However, as in the eleventh to thirteenth embodiments, when the vehicle lamp includes a plurality of light sources that emit light of different wavelengths, light of a desired color such as white light can be generated.
  • the vehicle headlamp 1 as the vehicle lamp irradiates the low beam
  • the vehicle lamp as the fourth mode irradiates the low beam.
  • the emitted light is not limited to the low beam.
  • the vehicle lamp in another embodiment may be configured to emit a low beam and light OHS for sign recognition as shown in FIG.
  • the vehicle lamp according to another embodiment may be configured to irradiate a high-beam light distribution pattern PH as shown in FIG. 5B.
  • the vehicular lamp according to the present invention may be applied as an image. In such a case, the direction of light emitted from the vehicle lamp and the mounting position of the vehicle lamp in the vehicle are not particularly limited.
  • a vehicular lamp capable of forming a predetermined light distribution pattern while suppressing a decrease in energy efficiency.
  • a decrease in energy efficiency is provided.
  • a vehicle lamp capable of suppressing an increase in the number of parts, and a third aspect of the present invention.
  • a vehicular lamp in which a desired light distribution pattern can be easily obtained is provided, and can be used in the field of vehicular lamps such as automobiles.

Abstract

車両用前照灯(1)は、光源(52R,52G,52B)と、光源(52R,52G,52B)からの光(LR,LG,LB)を回折することにより光(LR,LG,LB)を所定の配光パターンとする複数の変調部(MPR,MPG,MPB)を有する位相変調素子(54R,54G,54B)を有する位相変調素子集合体(54)と、を備える。位相変調素子(54R,54G,54B)における入射面の縦方向の幅(H54)は、当該入射面の横方向の幅(WR,WG,WB)よりも大とされ、位相変調素子(54R,54G,54B)における光(LR,LG,LB)の入射スポット(SR,SG,SB)の大きさは、少なくとも1つの変調部(MPR,MPG,MPB)を含むことができる大きさとされ、複数の変調部(MPR,MPG,MPB)の少なくとも一部は、縦方向に並列される。

Description

車両用灯具
 本発明は、車両用灯具に関する。
 自動車用ヘッドライトに代表される車両用灯具では、出射する光の配光パターンを所定の配光パターンとするために様々な構成が検討されている。例えば、下記特許文献1には、位相変調素子の一種であるホログラム素子を用いて所定の配光パターンを形成することが記載されている。
 下記特許文献1に記載の車両用灯具は、ホログラム素子と、このホログラム素子に参照光を照射する光源とを備えている。ホログラム素子は、参照光が照射されることで再生される回折光が所定の配光パターンを形成するように計算されている。また、このホログラム素子の形状は、概ね長方形とされている。
特開2012-146621号公報
 本発明の第1の態様による車両用灯具は、光を出射する光源と、前記光源からの前記光を回折することにより前記光を所定の配光パターンとする複数の変調部を有する位相変調素子と、を備え、前記位相変調素子における前記光の入射面の鉛直方向の幅は、当該入射面の水平方向の幅よりも大とされ、前記位相変調素子における前記光の入射スポットの大きさは、少なくとも1つの前記変調部を含むことができる大きさとされ、複数の前記変調部の少なくとも一部は、前記鉛直方向に並列されることを特徴とする。
 車両の振動の鉛直方向の振幅は、水平方向の振幅よりも大きくなる傾向にあり、車両用灯具もこの車両と同様に振動する。このため、位相変調素子における光の入射スポットは、水平方向よりも鉛直方向に振動する傾向にある。この車両用灯具では、上記のように、位相変調素子における光の入射面の鉛直方向の幅は、当該入射面の水平方向の幅よりも大とされる。このため、この車両用灯具は、車両の振動に応じて入射スポットが鉛直方向に振動する場合でも、この入射スポットの一部が位相変調素子の入射面からはみ出すことを抑制でき、エネルギー効率が低下することを抑制し得る。また、この車両用灯具では、上記のように、入射スポットの大きさは、少なくとも1つの変調部を含むことができる大きさとされ、複数の変調部の少なくとも一部は、鉛直方向に並列される。このため、この車両用灯具では、車両の振動に応じて入射スポットが鉛直方向に振動する場合でも、いずれかの変調部に光が入射し得るため、所定の配光パターンを形成し得る。
 前記入射スポットは他の方向よりも特定の方向に長尺な形状とされ、前記特定の方向と前記水平方向とが非平行とされることとしても良い。
 このような構成にすることで、特定の方向と水平方向とが平行とされる場合と比べて、入射スポットの水平方向の幅を小さくし得る。従って、特定の方向と水平方向とが平行とされる場合と比べて、位相変調素子の水平方向の幅を小さくすることができ、車両用灯具の製造コストを低減し得る。
 或いは、前記入射スポットは他の方向よりも特定の方向に長尺な形状とされ、前記特定の方向と前記鉛直方向とが非平行とされることとしても良い。
 このような構成にすることで、特定の方向と鉛直方向とが平行とされる場合と比べて、入射スポットの鉛直方向の幅を小さくし得る。従って、特定の方向と鉛直方向とが平行とされる場合と比べて、車両の振動に応じて入射スポットが鉛直方向に振動する際にこの入射スポットの一部が位相変調素子の入射面からはみ出すことを抑制し得る。
 複数の前記変調部は、前記鉛直方向及び前記水平方向に並列され、前記鉛直方向に並列される前記変調部の数は、前記水平方向に並列される前記変調部の数よりも多いこととしても良い。
 このような構成にすることで、鉛直方向に並列される変調部の数が水平方向に並列される変調部の数よりも少ない場合と比べて、車両の振動に応じて入射スポットが鉛直方向に振動する際に光源からの光をいずれかの変調部に入射させ易くし得る。
 上記車両用灯具は、前記光源を複数有し、前記位相変調素子は複数の前記光源ごとに設けられ、複数の前記位相変調素子のうち対応する前記光源との光路長が最大となる前記位相変調素子における前記入射スポットの前記鉛直方向における幅は、他の前記位相変調素子における前記入射スポットの前記鉛直方向における幅のうち最大の幅以下とされることとしても良い。
 入射スポットの位相変調素子に対する振動の振幅は、位相変調素子と光源との光路長が長くなるにつれて大きくなる傾向にある。この車両用灯具では、入射スポットの位相変調素子に対する振動の振幅が大きくなりやすい位相変調素子における入射スポットの鉛直方向の幅は、他の位相変調素子における入射スポットの鉛直方向の幅のうち最大の幅以下とされる。このため、位相変調素子の入射面の鉛直方向の幅や位相変調素子と光源との光路長を調節しなくても、入射スポットの位相変調素子に対する振動の振幅が大きくなりやすい位相変調素子における入射スポットの一部が位相変調素子の入射面からはみ出すことを抑制し得る。従って、位相変調素子の大きさや光源に対する位相変調素子の配置の自由度を向上し得る。
 前記光源を複数有し、前記位相変調素子は複数の前記光源ごとに設けられ、少なくとも1つの前記位相変調素子は、少なくとも1つの他の前記位相変調素子に接続されて当該他の位相変調素子と一体に形成されることとしても良い。
 この車両用灯具では、少なくとも2つの位相変調素子が一体に形成されるため、部品点数を減少し得る。
 本発明の第2の態様による車両用灯具は、光を出射する光源と、前記光源からの前記光を回折することにより前記光を所定の配光パターンとする少なくとも1つの変調部を有する位相変調素子と、を備え、前記位相変調素子における前記光が入射する入射面、及び当該位相変調素子における前記光の入射スポットは、他の方向よりも所定の方向に長尺な形状とされ、前記入射スポットの大きさは、少なくとも1つの前記変調部を含むことができる大きさとされ、前記位相変調素子の前記入射面の長手方向と前記入射スポットの長手方向とが非垂直とされることを特徴とする。
 この車両用灯具では、少なくとも1つの変調部に光源からの光が入射し得るため、光が入射する変調部によって所定の配光パターンを形成し得る。また、この車両用灯具では、上記のように、位相変調素子の入射面の長手方向は、入射スポットの長手方向と非垂直とされる。このため、この車両用灯具は、位相変調素子の入射面の長手方向が入射スポットの長手方向と垂直とされる場合と比べて、光源からの光の形状を調整しなくても、入射スポットの一部が位相変調素子からはみ出すことを抑制し得る。従って、車両用灯具は、エネルギー効率の低下を抑制しつつ大型化を抑制し得る。
 また、第2の態様による車両用灯具では、前記位相変調素子の前記入射面の長手方向と前記入射スポットの長手方向とが平行とされることとしても良い。
 このような構成にすることで、レーザ光の形状を調整しなくても、入射スポットの一部が位相変調素子からはみ出すことをより抑制し得る。
 また、第2の態様による車両用灯具では、前記位相変調素子の前記入射面の長手方向は水平方向とされることとしても良い。
 また、第2の態様による車両用灯具では、前記光源を複数有し、前記位相変調素子は複数の前記光源ごとに設けられ、少なくとも1つの前記位相変調素子は、少なくとも1つの他の前記位相変調素子に接続されて当該他の位相変調素子と一体に形成されることとしても良い。
 この車両用灯具では、少なくとも2つの位相変調素子が一体に形成されるため、部品点数を減少し得る。
 また、第2の態様による車両用灯具では、前記光源を複数有し、前記位相変調素子は複数の前記光源ごとに設けられ、少なくとも2つの前記位相変調素子は、特定の方向に隣接して並列され、前記少なくとも2つの位相変調素子の前記入射面のそれぞれの長手方向と前記特定の方向とは平行とされることとしても良い。
 この車両用灯具では、上記のように、少なくとも2つの位相変調素子が特定の方向に隣接して並列されている。このため、例えば、車両用灯具を簡易な構成にする観点から、隣接して並列される複数の位相変調素子に対応する複数の光源を並列する場合がある。この場合、入射する光を反射させたりして所望に位置に導く導光光学系を用いなくても光源からの光を位相変調素子に入射するようにし得る。この車両用灯具では、上記のように、隣接して並列される位相変調素子の入射面のそれぞれの長手方向と特定の方向とは平行とされる。このため、隣接して並列される複数の位相変調素子のそれぞれの長手方向と特定の方向とが垂直とされる場合と比べて、隣接する位相変調素子の中心間の距離を長くし得る。このため、上記のように複数の光源を並列する場合では、隣接して並列される複数の位相変調素子の入射面のそれぞれの長手方向と特定の方向とが垂直とされる場合と比べて、隣接する光源間の距離を長くし得る。このため、この車両用灯具は、隣接して並列される複数の位相変調素子の入射面のそれぞれの長手方向と特定の方向とが垂直とされる場合と比べて、光源をより大きくしたり、隣接する光源が干渉し合うことを抑制したり、隣接する光源間における熱干渉によって当該光源が過加熱されることを抑制したりし得る。
 本発明の第3の態様による車両用灯具は、互いに波長の異なる光を出射する複数の光源と、前記複数の光源のそれぞれから出射する前記光を回折することにより、複数の前記光をそれぞれ所定の配光パターンとする少なくとも1つの位相変調素子と、を備え、波長の異なる少なくとも2つの前記光の前記位相変調素子における入射スポットの大きさが互いに異なることを特徴とするものである。
 この車両用灯具によれば、位相変調素子に入射する波長の異なる光の入射スポットの大きさが異なることが許容される。このため、波長の相違する光の入射スポットの大きさを調整するための光学部品などを設けなくし得、部品点数の増加が抑制され得る。
 なお、第3の態様による車両用灯具では、複数の前記光の前記入射スポットの大きさがすべて異なってもよい。
 この場合、スポット径の大きさをより効果的に調整し得、部品点数の増加がより効果的に抑制され得る。
 また、第3の態様による車両用灯具では、少なくとも2つの前記光が共通の前記位相変調素子に入射してもよい。
 このように、異なる光を共通の位相変調素子に入射させることで、位相変調素子の数を減らし得る。
 また、第3の態様による車両用灯具では、前記位相変調素子はLCOS(Liquid Crystal On Silicon)とされてもよい。
 このように、位相変調素子をLCOSとすることで、当該位相変調素子の位相変調パターンを適宜変更することが可能になる。また、異なる光を共通の位相変調素子に入射させて所定の配光パターンを形成し得る。
 また、第3の態様による車両用灯具では、前記入射スポットの大きさが互いに異なる少なくとも2つの前記光のうち全光束数が多い光ほど前記入射スポットが大きくされてもよい。
 この場合、位相変調素子の入射面の単位面積当たりの各光のエネルギーが均等に近くなり得る。そのため、特定の位相変調素子が他の位相変調素子よりも早く劣化してしまうことが抑制され得る。
 また、第3の態様による車両用灯具では、前記入射スポットの大きさが互いに異なる少なくとも2つの前記光のうち、前記位相変調素子までの光路長が長い光ほど前記入射スポットが小さくされてもよい。
 位相変調素子までの光路長が長い程、光源が揺れた際の位相変調素子におけるスポットの移動量が大きくなる傾向がある。このため、位相変調素子までの光路長が長い光ほどスポット径を小さくすることで、光源が揺れた際にスポット径が位相変調素子からはみ出してしまうことが抑制され得る。
 また、第3の態様による車両用灯具では、前記入射スポットの大きさが互いに異なる少なくとも2つの前記光のうち、前記入射スポットが小さい前記光ほどより多くの前記光源から出射されてもよい。
 この場合、より多数の光源から出射する光を受光する位相変調素子を他の位相変調素子に比べて大きくしなくても、当該多数の光源から出射する光を漏れなく受光することが可能になる。
 また、第3の態様による車両用灯具では、複数の上記光の上記入射スポットの大きさがすべて異なる場合、波長の長い前記光の前記入射スポットほど小さくてもよい。
 この場合、光の色にじみが抑制され得る。
 本発明の第4の態様による車両用灯具は、所定の波長の光を出射する光源と、前記光源から出射する前記光を回折することにより、前記光を所定の配光パターンとする位相変調素子と、前記位相変調素子における前記光の入射スポットを当該位相変調素子に対して相対移動させるスポット移動部と、を備え、前記位相変調素子は、前記配光パターンを形成する変調部に区分けされており、前記入射スポット内に少なくとも1つの前記変調部が含まれることを特徴とするものである。
 この車両用灯具によれば、入射スポット内に少なくとも1つの変調部が含まれるため、入射スポットの位置が移動した場合でも、同一の配光パターンが形成され得る。また、この車両用灯具によれば、上記入射スポットが位相変調素子に対して相対移動するため、位相変調素子の特定の領域に光が集中して入射することが抑制され得、特定の領域が高温になることが抑制され得る。したがって、所定の配光パターンが形成されにくい領域が生じることが抑制され、所望の配光パターンが得られ易くなる。
 なお、第4の態様による車両用灯具では、前記入射スポットが相対移動する距離は、当該入射スポットの半径以上であることが好ましい。
 入射スポットにおける光のパワー分布は一般的に一様でなく、例えば、入射スポットの中心領域等の所定の領域がパワーのピーク領域となる傾向がある。このピーク領域の大きさを考慮すると、入射スポットが位相変調素子に対して相対移動する距離が当該入射スポットの半径以上であれば、上記相対移動の前後において上記ピーク領域が重なり合うことが抑制され得、位相変調素子の特定の領域が高温化することが効果的に抑制され得る。
 また、第4の態様による車両用灯具では、入射スポットが相対移動する距離が入射スポットの半径以上である場合、前記距離は、前記入射スポットの直径以上であることが好ましい。
 この場合、相対移動後の入射スポットの一部と相対移動前の入射スポットの一部とが重なることが抑制されるため、位相変調素子の特定の領域が高温化することがより効果的に抑制され得る。
 また、第4の態様による車両用灯具では、前記入射スポットは定期的に相対移動してもよい。
 この場合、入射スポットが定期的に相対移動するため、位相変調素子の特定の領域に光が長時間にわたって入射することがより抑制され得る。このため、上記特定の領域が高温化することが効果的に抑制され得る。
 また、第4の態様による車両用灯具では、前記スポット移動部は、前記入射スポットを2以上の方向に相対移動させてもよい。
 この場合、入射スポットが1方向のみに相対移動する場合に比べて、入射スポットをより広範囲に相対移動させ得る。このため、位相変調素子の特定の領域が高温化することが効果的に抑制され得る。
 また、第4の態様による車両用灯具では、前記位相変調素子はLCOS(Liquid Crystal On Silicon)であってもよい。
 LCOSは、液晶分子の配向パターンを変化させることで液晶層に屈折率差を生じさせる位相変調素子である。このようなLCOSにおいて、特定の領域の温度が上昇すると、その領域における配向パターンの変化が大きくなるため、所望の配光パターンが得られにくくなり得る。しかし、上述のように、光が特定の領域に集中して入射することが抑制されるため、位相変調素子がLCOSの場合であっても所望の配光パターンが得られ易くなる。
 また、第4の態様による車両用灯具では、前記スポット移動部は前記光源を移動させてもよい。
 光源は位相変調素子に比べて軽い傾向がある。このため、光源を移動させるようにスポット移動部を構成することで、入射スポットを相対移動させることがより容易になり得る。ただし、入射スポットが位相変調素子に対して相対移動するのであれば、位相変調素子を移動させるようにスポット移動部を構成してもよい。
 また、第4の態様による車両用灯具では、上記の様にスポット移動部が光源を移動させる場合、前記光源に電力を供給する回路基板をさらに備え、前記光源が前記回路基板に対して移動してもよい。
 この場合、回路基板を動かさずに光源のみを移動させることが可能となる。
 また、第4の態様による車両用灯具では、上記の様にスポット移動部が光源を移動させる場合、前記回路基板は、前記光源が電気的に接続される弾性接続部を含んでもよい。
 これにより、光源が回路基板に対して移動することが可能になり得る。
 また、第4の態様による車両用灯具では、上記車両用灯具が互いに異なる波長の光を出射する前記光源を複数備え、前記位相変調素子は、複数の前記光源ごとに設けられてもよい。
 波長の異なる光を出射する光源を複数設けることで、所望の色の光を生成することが可能となる。また、これら複数の光源に位相変調素子を光源ごとに設けることで、光源ごとに配光パターンを調整することが容易になり得る。
 また、第4の態様による車両用灯具では、上記車両用灯具が互いに異なる波長の光を出射する前記光源を複数備え、複数の前記光源のうち少なくとも2つの光源は、前記光の出射を所定の周期で切り替え、前記少なくとも2つの光源から出射する複数の前記光は、共通の前記位相変調素子に入射してもよい。
 波長の異なる光を出射する光源を複数設けることで、所望の色の光を生成することが可能となる。また、少なくとも2つの光源からの光を受光する位相変調素子を共通の位相変調素子とすることで、車両用灯具に設ける位相変調素子の数を削減し得、部品点数の削減やコストダウンを実現し得る。
本発明の第1の態様としての第1実施形態における車両用灯具を概略的に示す図である。 図1に示す光学系ユニットの拡大図である。 図2に示す位相変調素子集合体の正面図である。 図3に示す位相変調素子集合体の厚さ方向における断面の一部を概略的に示す図である。 配光パターンを示す図である。 本発明の第1の態様としての第2実施形態における光学系ユニットを図2と同様に示す図である。 本発明の第1の態様としての第3実施形態における位相変調素子の正面図である。 本発明の第2の態様としての第4実施形態における光学系ユニットを図2と同様に示す図である。 図8に示す位相変調素子集合体の正面図である。 本発明の第2の態様としての第5実施形態における光学系ユニットを概略的に示す図である。 図10に示す位相変調素子集合体の正面図である。 本発明の第2の態様としての第6実施形態における光学系ユニットを図2と同様に示す図である。 本発明の第3の態様としての第7実施形態における灯具ユニットの一部を示す図である。 図13に示す位相変調素子を当該位相変調素子に入射する光の入射スポットとともに概略的に示す正面図である。 本発明の第3の態様としての第8実施形態に係る車両用灯具の灯具ユニットの一部を図13と同様に示す図である。 図15に示す位相変調素子を当該位相変調素子に入射する光の入射スポットとともに概略的に示す正面図である。 本発明の第3の態様としての第9実施形態に係る車両用灯具の灯具ユニットの一部を図13と同様に示す図である。 本発明の第3の態様としての第10実施形態に係る位相変調素子を当該位相変調素子に入射する光の入射スポットとともに図14と同様の視点で示す正面図である。 図15に示す位相変調素子を用いた他の例を図16と同様の視点で示す図である。 本発明の第4の態様としての第11実施形態における灯具ユニットの一部を示す図である。 図20に示す回路基板の一部を概略的に示す正面図である。 図20に示す位相変調素子を概略的に示す正面図である。 本発明の第4の態様としての第12実施形態に係る車両用灯具の灯具ユニットの一部を図20と同様に示す図である。 本発明の第4の態様としての第13実施形態に係る車両用灯具の灯具ユニットの一部を図20と同様に示す図である。
 以下、本発明に係る車両用灯具を実施するための形態が添付図面とともに例示される。以下に例示する実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、以下の実施形態から変更、改良することができる。なお、以下に参照する図面では、理解を容易にするために、各部材の寸法を変えて示す場合がある。
(第1実施形態)
 図1は、第1の態様としての第1実施形態における車両用灯具を示す図であり、車両用灯具の鉛直方向の断面を概略的に示す図である。本実施形態の車両用灯具は自動車用の前照灯とされる。自動車用の前照灯は、一般的に車両の前方の左右方向のそれぞれに備えられるものであり、左右の前照灯は左右方向に概ね対称の構成とされる。従って、本実施形態では、一方の前照灯について説明する。図1に示すように、本実施形態の車両用前照灯1は、筐体10と、灯具ユニット20とを主な構成として備える。
 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。
 ランプハウジング11と、当該ランプハウジング11の前方の開口を塞ぐフロントカバー12と、当該ランプハウジング11の後方の開口を塞ぐバックカバー13とによって形成される空間は灯室Rであり、この灯室R内に灯具ユニット20が収容されている。
 本実施形態の灯具ユニット20は、ヒートシンク30と、冷却ファン35と、カバー36と、光学系ユニット50とを主な構成として備え、不図示の構成により筐体10に固定されている。
 ヒートシンク30は、概ね水平方向に延在する金属製のベース板31を有し、当該ベース板31の下方の面側には複数の放熱フィン32がベース板31と一体に設けられている。冷却ファン35は放熱フィン32と隙間を隔てて配置され、ヒートシンク30に固定されている。この冷却ファン35の回転による気流によりヒートシンク30は冷却される。また、ヒートシンク30におけるベース板31の上面にはカバー36が配置されている。
 カバー36は、ヒートシンク30のベース板31上に固定されている。カバー36は概ね矩形の形状をしており、例えばアルミニウム等の金属から成る。カバー36の内側の空間には、光学系ユニット50が収容されている。カバー36の前部には光学系ユニット50から出射する光が透過可能な開口36Hが形成されている。なお、カバー36の内壁に光吸収性を持たせるために、これらの内壁に黒アルマイト加工等が施されることが好ましい。カバー36の内壁が光吸収性を持つことで、意図しない反射や屈折等によりこれらの内壁に光が照射された場合であっても、照射光が反射して開口36Hから意図しない方向に出射することが抑制され得る。
 図2は、図1に示す光学系ユニットの拡大図である。なお、図2では、理解を容易にするために、ヒートシンク30、カバー36等の記載が省略されている。図2に示すように、本実施形態の光学系ユニット50は、第1発光光学系51Rと、第2発光光学系51Gと、第3発光光学系51Bと、導光光学系155と、複数の位相変調素子がユニット化されてなる位相変調素子集合体54とを備える。
 第1発光光学系51Rは、第1光源52Rと、第1コリメートレンズ53Rとを備える。第1光源52Rは、所定の波長帯域のレーザ光を出射するレーザ素子とされ、本実施形態では、パワーのピーク波長が例えば638nmの赤色のレーザ光を出射する半導体レーザとされる。なお、光学系ユニット50は、不図示の回路基板を有しており、第1光源52Rは当該回路基板に実装されている。
 第1コリメートレンズ53Rは、第1光源52Rから出射するレーザ光のファスト軸方向、スロー軸方向をコリメートするレンズである。第1コリメートレンズ53Rから出射する赤色の光LRが第1発光光学系51Rから出射される。この第1コリメートレンズ53Rに替わって、レーザ光のファスト軸方向をコリメートするコリメートレンズとスロー軸方向をコリメートするコリメートレンズとが個別に設けられていても良い。
 第2発光光学系51Gは、第2光源52Gと、第2コリメートレンズ53Gとを備え、第3発光光学系51Bは、第3光源52Bと、第3コリメートレンズ53Bとを備える。光源52G,52Bは、それぞれ所定の波長帯域のレーザ光を出射するレーザ素子とされる。本実施形態では、第2光源52Gはパワーのピーク波長が例えば515nmの緑色のレーザ光を出射する半導体レーザとされ、第3光源52Bはパワーのピーク波長が例えば445nmの青色のレーザ光を出射する半導体レーザとされる。このため、本実施形態では、3つの光源52R,52G,52Bは、互いに異なる所定の波長帯域のレーザ光を出射する。光源52G,52Bは、上記の第1光源52Rと同様に、それぞれ上記の回路基板に実装されている。
 第2コリメートレンズ53Gは、第2光源52Gから出射するレーザ光のファスト軸方向、スロー軸方向をコリメートするレンズであり、第3コリメートレンズ53Bは、第3光源52Bから出射するレーザ光のファスト軸方向、スロー軸方向をコリメートするレンズである。第2コリメートレンズ53Gから出射する緑色の光LGが第2発光光学系51Gから出射され、第3コリメートレンズ53Bから出射する青色の光LBが第3発光光学系51Bから出射される。これらコリメートレンズ53G,53Bに替わって、レーザ光のファスト軸方向をコリメートするコリメートレンズとスロー軸方向をコリメートするコリメートレンズとがそれぞれ個別に設けられていても良い。
 導光光学系155は、第1発光光学系51Rから出射する光LRと、第2発光光学系51Gから出射する光LGと、第3発光光学系51Bから出射する光LBとを位相変調素子集合体54に導光する。本実施形態の導光光学系155は、反射ミラー155mと、第1光学素子155fと、第2光学素子155sとを有する。反射ミラー155mは、第1発光光学系51Rから出射する光LRを反射する。第1光学素子155fは、反射ミラー155mで反射された光LRを透過するとともに、第2発光光学系51Gから出射する光LGを反射する。第2光学素子155sは、第1光学素子155fを透過した光LR及び第1光学素子155fで反射された光LGを透過するとともに、第3発光光学系51Bから出射する光LBを反射する。このような第1光学素子155f、第2光学素子155sとして、ガラス基板上に酸化膜が積層された波長選択フィルタを挙げることができる。この酸化膜の種類や厚みをコントロールすることで、所定の波長よりも長い波長の光と透過し、この波長よりも短い波長の光を反射する構成とすることができる。
 本実施形態の導光光学系155は、これら光LR,LG,LBを合波することなく、左右方向に並列させて出射し、これら光LR,LG,LBを位相変調素子集合体54に入射させる。本実施形態では、これら光LR,LG,LBは、図2の紙面に対して垂直方向に並列している。なお、図2では、光LRは実線で示され、光LGは破線で示され、光LBは一点鎖線で示され、これら光LR,LG,LBはずらして示されている。
 位相変調素子集合体54は、入射する光を回折することによりこの光を所定の配光パターンとするようにされている。本実施形態の位相変調素子集合体54は、光が入射される入射面EFが鉛直方向に対して概ね45度傾くように配置され、導光光学系155から出射する光LR,LG,LBが入射面EFに入射される。なお、入射面EFは水平方向と非平行であれば良く、例えば、入射面EFが鉛直方向と概ね平行となるように位相変調素子集合体54が配置されても良い。本実施形態では、この位相変調素子集合体54から第1発光光学系51Rの第1光源52Rまでの光路長は、位相変調素子集合体54から第2発光光学系51Gの第2光源52Gまでの光路長よりも長い。また、位相変調素子集合体54から第2発光光学系51Gの第2光源52Gまでの光路長は、位相変調素子集合体54から第3発光光学系51Bの第3光源52Bまでの光路長よりも長い。
 上述のように、位相変調素子集合体54は、複数の位相変調素子を含んでいる。具体的に、位相変調素子集合体54は、第1発光光学系51Rからの光LRを回折して当該光LRを所定の配光パターンとする位相変調素子と、第2発光光学系51Gからの光LGを回折して当該光LGを所定の配光パターンとする位相変調素子と、第3発光光学系51Bからの光LBを回折して当該光LBを所定の配光パターンとする位相変調素子とを含んでいる。これら3つの位相変調素子は一方向に並べらており、位相変調素子集合体54の入射面EFは、これら位相変調素子における光の入射面によって構成されている。
 本実施形態では、これら3つの位相変調素子のそれぞれは、入射する光を反射しつつ回折して出射する反射型の位相変調素子とされ、具体的には、反射型のLCOS(Liquid Crystal On Silicon)とされる。このため、位相変調素子集合体54は、入射面EFに入射する光LR,LG,LBを対応する位相変調素子によって回折し、赤色の光LRが回折された第1の光DLRと緑色の光LGが回折された第2の光DLGと青色の光LBが回折された第3の光DLBとを入射面EFから出射する。このように位相変調素子集合体54から出射する光DLR,DLG,DLBが光学系ユニット50から出射する。なお、図1、図2では、第1の光DLRは実線で示され、第2の光DLGは破線で示され、第3の光DLBは一点鎖線で示され、これら光DLR,DLG,DLBはずらして示されている。
 次に、本実施形態の位相変調素子集合体54の構成について詳細に説明する。
 図3は、図2に示す位相変調素子集合体の正面図である。なお、図3は、光が入射する入射面EF側から見る位相変調素子集合体54の正面図であり、図3では、位相変調素子集合体54は概略的に示されている。本実施形態の位相変調素子集合体54は、正面視において水平方向に長尺な概ね長方形に形成され、正面視における全領域が入射面EFとされている。このため、位相変調素子集合体54の入射面EFは水平方向に長尺な概ね長方形に形成されていると理解できる。なお、以下本明細書では、位相変調素子集合体54の正面視において、水平方向と平行な方向を横方向とし、この横方向と垂直な方向を縦方向とする。このため、横方向は水平方向と平行な方向であり、縦方向は鉛直方向が入射面EFに投影された方向と平行な方向であり、この正面視において鉛直方向と平行な方向である。
 本実施形態の位相変調素子集合体54は、第1発光光学系51Rに対応する第1位相変調素子54Rと、第2発光光学系51Gに対応する第2位相変調素子54Gと、第3発光光学系51Bに対応する第3位相変調素子54Bとを有する。この第1位相変調素子54Rと、第2位相変調素子54Gと、第3位相変調素子54Bとは、横方向に隣接して並列され、第2位相変調素子54Gに第1位相変調素子54Rと第3位相変調素子54Bとが接続されている。つまり、位相変調素子集合体は、これら位相変調素子54R,54G,54Bが一体に形成された構成とされている。この位相変調素子集合体54には、駆動回路60Rが電気的に接続されている。この駆動回路60Rは、位相変調素子集合体54の横側に接続される走査線駆動回路と、位相変調素子集合体54の縦方向の一方側に接続されるデータ線駆動回路とを有する。この駆動回路60Rを介して、位相変調素子集合体54を構成する位相変調素子54R,54G,54Bのそれぞれに電力が供給される。
 第1位相変調素子54Rの縦方向の幅、第2位相変調素子54Gの縦方向の幅、及び第3位相変調素子54Bの縦方向の幅は、位相変調素子集合体54の縦方向の幅H54と同じとされる。第1位相変調素子54Rの横方向の幅WR、第2位相変調素子54Gの横方向の幅WG、及び第3位相変調素子54Bの横方向の幅WBは、位相変調素子集合体54の縦方向の幅H54よりも小とされる。つまり、これら位相変調素子54R,54G,54Bは、鉛直方向である縦方向に長尺な概ね長方形に形成されている。上記のように、正面視における位相変調素子集合体54の全領域が入射面EFとされ、位相変調素子集合体54の入射面EFはこれら位相変調素子54R,54G,54Bにおける光の入射面によって構成されているため、位相変調素子54R,54G,54Bにおける光の入射面のそれぞれも鉛直方向である縦方向に長尺な概ね長方形に形成されている。このため、第1位相変調素子54Rの入射面の縦方向の幅H54は第1位相変調素子54Rの入射面の横方向の幅WRよりも大とされ、第2位相変調素子54Gの入射面の縦方向の幅H54は第2位相変調素子54Gの入射面の横方向の幅WGよりも大とされ、第3位相変調素子54Bの入射面の縦方向の幅H54は第3位相変調素子54Bの入射面の横方向の幅WBよりも大とされる。本実施形態では、第2位相変調素子54Gの横方向の幅WGと第3位相変調素子54Bの縦方向の幅WBとは概ね同じとされ、第1位相変調素子54Rの横方向の幅WRはこれらの幅WG,WBよりも大とされる。このため、位相変調素子54G,54Bの入射面の横方向の幅WG,WBは概ね同じとされ、第1位相変調素子54Rの入射面の横方向の幅WRはこれらの幅WG,WBよりも大とされる。
 第1位相変調素子54Rは、マトリックス状に区分けされた複数の変調部MPRから構成されている。第2位相変調素子54Gはマトリックス状に区分けされた複数の変調部MPGから構成され、第3位相変調素子54Bはマトリックス状に区分けされた複数の変調部MPBから構成されている。本実施形態では、これら変調部MPR,MPG,MPBは、同じ大きさの正方形とされる。このため、縦方向に並列される変調部MPRの数は、横方向に並列される変調部MPRの数よりも多い。また、縦方向に並列される変調部MPGの数は、横方向に並列される変調部MPGの数よりも多く、縦方向に並列される変調部MPBの数は、横方向に並列される変調部MPBの数よりも多い。それぞれの変調部MPR,MPG,MPBは、マトリックス状に配置された複数のドットを含み、当該変調部MPR,MPG,MPBに入射する光を回折して出射する。
 第1位相変調素子54Rには導光光学系155から出射する赤色の光LRが入射し、第1位相変調素子54Rはこの光LRが回折された第1の光DLRを出射する。第2位相変調素子54Gには導光光学系155から出射する緑色の光LGが入射し、第2位相変調素子54Gはこの光LGが回折された第2の光DLGを出射する。第3位相変調素子54Bには導光光学系155から出射する青色の光LBが入射し、第3位相変調素子54Bはこの光LBが回折された第3の光DLBを出射する。
 図3には、赤色の光LRが照射される領域である入射スポットSRと、緑色の光LGが照射される領域である入射スポットSGと、青色の光LBが照射される領域である入射スポットSBと、が示されている。本実施形態では、上記のように、光源52R,52G,52Bは半導体レーザとされるため、光源52R,52G,52Bから出射するレーザ光は概ね楕円形状に広がりながら伝搬する。また、これら光源52R,52G,52Bから出射するレーザ光のファスト軸方向、スロー軸方向はコリメートレンズ53R,53G,53Bでそれぞれコリメートされるものの、これらレーザ光の形状は調整されない。このように形状が調整されていない光LR,LG、LBが発光光学系51R,51G,51Bから出射し、導光光学系155を介して、位相変調素子集合体54にそれぞれ入射する。本実施形態では、導光光学系155においてもこれら光LR,LG、LBの形状は調整されないため、入射スポットSR,SG,SBの形状はそれぞれ概ね楕円形状とされる。
 また、本実施形態では、概ね楕円形状の入射スポットSRの大きさは少なくとも1つの変調部MPRを含むことができる大きさとされ、この入射スポットSRの長軸LARは横方向と概ね平行とされる。言い換えると、入射スポットSRは、横方向に長尺な概ね楕円形状とされ、入射スポットSRの長手方向と縦方向とは非平行である。また、概ね楕円形状の入射スポットSGの大きさは少なくとも1つの変調部MPGを含むことができる大きさとされ、この入射スポットSGの長軸LAGは縦方向と概ね平行とされる。言い換えると、入射スポットSGは、縦方向に長尺な概ね楕円形状とされ、入射スポットSGの長手方向と横方向とは非平行である。また、概ね楕円形状の入射スポットSBの大きさは少なくとも1つの変調部MPBを含むことができる大きさとされ、この入射スポットSBの長軸LABは縦方向と概ね平行とされる。言い換えると、入射スポットSBは、縦方向に長尺な概ね楕円形状とされ、入射スポットSBの長手方向と横方向とは非平行である。
 また、本実施形態では、第1位相変調素子54Rにおける入射スポットSRの縦方向の幅SHRは、第2位相変調素子54Gにおける入射スポットSGの縦方向の幅SHGよりも小さくされる。また、入射スポットSGの縦方向における幅SHGは、第3位相変調素子54Bにおける入射スポットSBの縦方向における幅SHBと概ね同じとされる。なお、幅SHGと幅SHBとは互いに異なっていても良い。
 図4は、図3に示す位相変調素子集合体の厚さ方向における断面の一部を概略的に示す図である。図4に示すように、本実施形態の位相変調素子集合体54は、シリコン基板62と、駆動回路層63と、複数の電極64と、反射膜65と、液晶層66と、透明電極67と、透光性基板68と、を主な構成として備える。
 複数の電極64は、シリコン基板62の一方の面側に、上記各ドットに対して1対1対応でマトリックス状に配置されている。駆動回路層63は、図3に示す駆動回路60Rの走査線駆動回路及びデータ線駆動回路に接続される回路が配置される層であり、シリコン基板62と複数の電極64との間に配置される。透光性基板68は、シリコン基板62の一方の側で当該シリコン基板62と対向するように配置され、例えばガラス基板とされる。透明電極67は、透光性基板68のシリコン基板62側の面上に配置される。液晶層66は、液晶分子66aを有し、複数の電極64と透明電極67との間に配置される。反射膜65は、複数の電極64と液晶層66との間に配置され、例えば誘電体多層膜とされる。導光光学系155から出射する光LRは、透光性基板68におけるシリコン基板62側と反対側の入射面EFから入射する。
 図4に示すように、透光性基板68におけるシリコン基板62側と反対側の入射面EFから入射する光LRは、透明電極67及び液晶層66を透過し、反射膜65で反射され、液晶層66及び透明電極67を透過して透光性基板68から出射される。特定の電極64と透明電極67との間に電圧が印加されると、当該電極64と透明電極67との間に位置する液晶層66の液晶分子66aの配向が変化する。この液晶分子66aの配向の変化により、当該電極64と透明電極67との間に位置する液晶層66の屈折率が変化し、液晶層66を透過する光LRの光路長が変化する。したがって、光LRが液晶層66を透過して液晶層66から出射することで、液晶層66から出射する光LRの位相が液晶層66に入射する光LRの位相から変化し得る。上記のように、複数の電極64は、各変調部MPR,MPG,MPBにおけるドットDTごとに配置されているため、各ドットDTに対応する電極64と透明電極67との間に印加される電圧が制御されることで、液晶分子66aの配向が変化し、各ドットDTから出射する光の位相の変化量が各ドットDTに応じて調整され得る。位相の異なる光は互いに干渉しあって回折されるため、ドットDTから出射する光が干渉しあって回折し、この回折された光が位相変調素子集合体54から出射する。このため、位相変調素子集合体54は、各ドットにおける液晶層66の屈折率を調整することで、入射する光を回折して出射するとともに出射する光の配光パターンを所望の配光パターンにし得る。また、位相変調素子集合体54は、各ドットにおける液晶層66の屈折率を変化させることで、出射する光の配光パターンを変化させたり、出射する光の向きを変えてこの光が照射される領域を変化させたりできる。
 本実施形態では、位相変調素子集合体54の第1位相変調素子54Rにおけるそれぞれの変調部MPRに同じ位相変調パターンを形成する。また、第2位相変調素子54Gにおけるそれぞれの変調部MPGに同じ位相変調パターンを形成し、第3位相変調素子54Bにおけるそれぞれの変調部MPBに同じ位相変調パターンを形成する。なお、本明細書では、位相変調パターンは、入射する光の位相を変調するパターンを示すものとされる。本実施形態では、位相変調パターンは、各ドットDTにおける液晶層66の屈折率のパターンであり、各ドットDTに対応する電極64と透明電極67との間に印加される電圧のパターンでもあると理解できる。この位相変調パターンを調整することで、出射する光の配光パターンを所望の配光パターンにし得る。本実施形態では、変調部MPR,MPG,MPBにおけるそれぞれの位相変調パターンは、互いに異なる位相変調パターンとされている。
 具体的には、本実施形態では、変調部MPR,MPG,MPBにおけるそれぞれの位相変調パターンは、第1位相変調素子54Rから出射する第1の光DLRと第2位相変調素子54Gから出射する第2の光DLGと第3位相変調素子54Bから出射する第3の光DLBとが合成された光がロービームの配光パターンとなるように、光LR,LG,LBをそれぞれ回折させる位相変調パターンとされる。言い換えると、位相変調素子集合体54の位相変調素子54R,54G,54Bは、位相変調素子54R,54G,54Bのそれぞれから出射する光DLR,DLG,DLBが合成された光がロービームの配光パターンとなるように、入射する光LR,LG,LBをそれぞれ回折する。この配光パターンには光の強度分布も含まれる。このため、本実施形態では、第1位相変調素子54Rから出射する第1の光DLRは、ロービームの配光パターンと重なると共にロービームの配光パターンの光の強度分布に基づいた光の強度分布とされる。第2位相変調素子54Gから出射する第2の光DLGは、ロービームの配光パターンと重なると共にロービームの配光パターンの光の強度分布に基づいた光の強度分布とされる。第3位相変調素子54Bから出射する第3の光DLBは、ロービームの配光パターンと重なると共にロービームの配光パターンの光の強度分布に基づいた光の強度分布とされる。上述したようにこれら位相変調素子54R,54G,54Bは、それぞれ同じ位相変調パターンを形成する複数の変調部MPR,MPG,MPBを有しており、それぞれの変調部MPR,MPG,MPBがこのような配光パターンとなるように光LR,LG,LBをそれぞれ回折する。なお、これら位相変調素子54R,54G,54Bは、当該位相変調素子54R,54G,54Bから出射する光DLR,DLG,DLBの配光パターンの外形がロービームの配光パターンの外形に一致するように、入射する光LR,LG,LBをそれぞれ回折することが好ましい。こうして、第1位相変調素子54Rはロービームの配光パターンの赤色成分の光DLRを出射し、第2位相変調素子54Gはロービームの配光パターンの緑色成分の光DLGを出射し、第3位相変調素子54Bはロービームの配光パターンの青色成分の光DLBを出射する。
 次に車両用前照灯1による光の出射について説明する。具体的には、車両用前照灯1からロービームが出射される場合を説明する。
 不図示の電源から光源52R,52G,52Bのそれぞれに電力が供給されることで、第1光源52Rは赤色のレーザ光を出射し、第2光源52Gは緑色のレーザ光を出射し、第3光源52Bは青色のレーザ光を出射する。それぞれのレーザ光は、コリメートレンズ53R,53G,53Bでコリメートされた後、発光光学系51R,51G,51Bから出射する。発光光学系51R,51G,51Bから出射する光LR,LG,LBは、導光光学系155に入射する。
 導光光学系155では、第1発光光学系51Rからの光LRは反射ミラー155mで反射され、第1光学素子155f及び第2光学素子155sを透過して導光光学系155から出射する。このように導光光学系155から出射する光LRは、位相変調素子集合体54の第1位相変調素子54Rに入射する。つまり、光LRは導光光学系155によって位相変調素子集合体54の第1位相変調素子54Rに導かれる。第2発光光学系51Gからの光LGは第1光学素子155fで反射され、第2光学素子155sを透過して導光光学系155から出射する。このように導光光学系155から出射する光LGは、位相変調素子集合体54の第2位相変調素子54Gに入射する。つまり、光LGは導光光学系155によって位相変調素子集合体54の第2位相変調素子54Gに導かれる。第3発光光学系51Bからの光LBは第2光学素子155sで反射されて導光光学系155から出射する。このように導光光学系155から出射する光LBは、位相変調素子集合体54の第3位相変調素子54Bに入射する。つまり、光LBは導光光学系155によって位相変調素子集合体54の第3位相変調素子54Bに導かれる。
 位相変調素子集合体54の第1位相変調素子54Rは、当該第1位相変調素子54Rに入射する光LRを回折し、ロービームの配光パターンの赤色成分の光である第1の光DLRを出射する。第2位相変調素子54Gは、当該第2位相変調素子54Gに入射する光LGを回折し、ロービームの配光パターンの緑色成分の光である第2の光DLGを出射する。第3位相変調素子54Bは、当該第3位相変調素子54Bに入射する光LBを回折し、ロービームの配光パターンの青色成分の光である第3の光DLBを出射する。こうして位相変調素子集合体54から出射するこれら光DLR,DLG,DLBは、それぞれフロントカバー12を介して車両用前照灯1の外部に照射される。このとき、これら光DLR,DLG,DLBは、車両から所定の距離離れた焦点位置において、それぞれの光が照射される領域が互いに重なるように照射される。この焦点位置は、例えば車両から25m離れた位置とされる。これら光DLR,DLG,DLBが合成された光はロービームの配光パターンとなるため、照射される光はロービームとなる。なお、これら光DLR,DLG,DLBは、この焦点位置においてそれぞれの配光パターンの外形が概ね一致するように照射されることが好ましい。
 図5は夜間照明用の配光パターンを示す図であり、具体的には、図5(A)はロービームの配光パターンを示す図であり、図5(B)はハイビームの配光パターンを示す図である。図5においてSは水平線を示し、配光パターンが太線で示される。図5(A)に示される夜間照明用の配光パターンであるロービームの配光パターンPLのうち、領域PLA1は最も光の強度が高い領域であり、領域PLA2、領域PLA3の順に光の強度が低くなる。つまり、位相変調素子集合体54のそれぞれの位相変調素子54R,54G,54Bは、合成された光がロービームの強度分布を含む配光パターンを形成するように光を回折するのである。なお、図5において破線で示すように、ロービームが照射される位置よりも上方にロービームよりも強度の低い光が車両用前照灯1から照射されても良い。この光は、標識視認用の光OHSとされる。この場合、位相変調素子集合体54のそれぞれの位相変調素子54R,54G,54Bから出射される光DLR,DLG,DLBに当該標識視認用の光OHSが含まれていることが好ましい。また、この場合、ロービームと標識視認用の光OHSとで、夜間照明用の配光パターンが形成されると理解することができる。なお、夜間照明用の配光パターンは、夜間のみに用いられるものではなく、トンネル等の暗所においても使用される。
 ここで、車両は路面の状況等によって振動し、車両用灯具も車両と同様に振動する。このため、前述の特許文献1に記載の車両用灯具では、車両の振動によってホログラム素子における参照光の入射スポットがホログラム素子に対して振動し、ホログラム素子の一部に参照光が照射されなくなる場合がある。このため、この車両用灯具では、車両の振動によって所定の配光パターンが形成されなくなる虞があり、振動が生じたとしても所定の配光パターンを形成し得るようにしたいという要請がある。この要請に対しては、参照光の入射スポットを大きくして振動が生じたとしてもホログラム素子の全体に参照光が照射されるようにすることが考えられる。しかし、このような場合、参照光の一部はホログラム素子に照射されないため、エネルギー効率が低下する。
 そこで、第1の態様としての本実施形態の車両用前照灯1は、光を出射する光源52R,52G,52Bと、第1位相変調素子54Rと第2位相変調素子54Gと第3位相変調素子54Bとを有する位相変調素子集合体54とを備える。第1位相変調素子54Rは、第1光源52Rからの光LRを回折することによりこの光LRを所定の配光パターンとする複数の変調部MPRを有する。第2位相変調素子54Gは、第2光源52Gからの光LGを回折することによりこの光LGを所定の配光パターンとする複数の変調部MPGを有する。第3位相変調素子54Bは、第3光源52Bからの光LBを回折することによりこの光LBを所定の配光パターンとする複数の変調部MPBを有する。第1位相変調素子54Rの入射面の縦方向の幅H54は、当該入射面の横方向の幅WRよりも大とされる。第2位相変調素子54Gの入射面の縦方向の幅H54は、当該入射面の横方向の幅WGよりも大とされ、第3位相変調素子54Bの入射面の縦方向の幅H54は、当該入射面の横方向の幅WBよりも大とされる。第1位相変調素子54Rにおける光LRの入射スポットSRの大きさは、少なくとも1つの変調部MPRを含むことができる大きさとされ、第2位相変調素子54Gにおける光LGの入射スポットSGの大きさは、少なくとも1つの変調部MPGを含むことができる大きさとされ、第3位相変調素子54Bにおける光LBの入射スポットSBの大きさは、少なくとも1つの変調部MPBを含むことができる大きさとされる。複数の変調部MPRの少なくとも一部は縦方向に並列され、複数の変調部MPGの少なくとも一部は縦方向に並列され、複数の変調部MPBの少なくとも一部は縦方向に並列される。
 車両の振動の鉛直方向の振幅は、水平方向の振幅よりも大きくなる傾向にあり、車両用前照灯1もこの車両と同様に振動する。このため、位相変調素子集合体54の各位相変調素子54R,54G,54Bにおける光LR,LG,LBの入射スポットSR,SG,SBは、それぞれ水平方向よりも鉛直方向に振動する傾向にある。つまり、入射スポットSR,SG,SBは、水平方向と平行な方向である横方向よりも鉛直方向が入射面EFに投影された方向と平行な方向である縦方向に振動する傾向にある。本実施形態の車両用前照灯1では、上記のように、それぞれの位相変調素子54R,54G,54Bの入射面の縦方向の幅H54は、当該入射面の横方向の幅WR,WG,WBよりも大とされている。このため、本実施形態の車両用前照灯1は、車両の振動に応じて入射スポットSR,SG,SBが縦方向に振動する場合でも、この入射スポットSR,SG,SBの一部が位相変調素子54R,54G,54Bの入射面からはみ出すことを抑制でき、エネルギー効率が低下することを抑制し得る。また、本実施形態の車両用前照灯1では、上記のように、それぞれの入射スポットSR,SG,SBの大きさは、少なくとも1つの変調部MPR,MPG,MPBを含むことができる大きさとされる。また、それぞれの変調部MPR,MPG,MPBの少なくとも一部は、縦方向に並列される。このため、本実施形態の車両用前照灯1では、車両の振動に応じて入射スポットSR,SG,SBが縦方向に移動する場合でも、いずれかの変調部MPRに光LRが入射し得、いずれかの変調部MPGに光LGが入射し得、いずれかの変調部MPGに光LBが入射し得る。従って、本実施形態の車両用前照灯1は、このような場合でも、ロービームの配光パターンPLを形成し得る。
 また、第1の態様としての本実施形態の車両用前照灯1は、複数の光源52R,52G,52Bを有し、位相変調素子集合体54は、第1光源52Rからの光LRが入射する第1位相変調素子54Rと、第2光源52Gからの光LGが入射する第2位相変調素子54Gと、第3光源52Bからの光LBが入射する第3位相変調素子54Bとを有する。つまり、位相変調素子集合体54のこれら位相変調素子54R,54G,54Bは光源52R,52G,52Bごとに設けられている。また、位相変調素子集合体54から第1光源52Rまでの光路長は、位相変調素子集合体54から第2光源52Gまでの光路長よりも長く、位相変調素子集合体54から第2光源52Gまでの光路長は、位相変調素子集合体54から第3光源52Bまでの光路長よりも長い。つまり、第1位相変調素子54Rから第1光源52Rまでの光路長は、第2位相変調素子54Gから第2光源52Gまでの光路長よりも長く、第2位相変調素子54Gから第2光源52Gまでの光路長は、第3位相変調素子54Bから第3光源52Bまでの光路長よりも長い。また、第1位相変調素子54Rにおける入射スポットSRの縦方向における幅SHRは、第2位相変調素子54Gにおける入射スポットSGの縦方向における幅SHG及び第3位相変調素子54Bにおける入射スポットSBの縦方向における幅SHBよりも小さい。つまり、対応する光源との光路長が最大である第1位相変調素子54Rにおける入射スポットSRの縦方向における幅SHRは、他の位相変調素子54G,54Bにおける入射スポットSG,SBの縦方向における幅SHG,SHBのうち最大の幅以下とされる。
 入射スポットの位相変調素子に対する振動の振幅は、位相変調素子と光源との光路長が長くなるにつれて大きくなる傾向にある。本実施形態の車両用前照灯1では、入射スポットの位相変調素子に対する振動の振幅が大きくなりやすい第1位相変調素子54Rにおける入射スポットSRの縦方向の幅SHRは、他の位相変調素子54G,54Bにおける入射スポットSG,SBの縦方向の幅よりも小とされる。このため、位相変調素子54R,54G,54Bの入射面の縦方向の幅や位相変調素子54R,54G,54Bと光源52R,52G,52Bとの光路長を調節しなくても、入射スポットの位相変調素子に対する振動の振幅が大きくなりやすい第1位相変調素子54Rにおける入射スポットSRの一部が位相変調素子54Rの入射面からはみ出すことを抑制し得る。従って、位相変調素子54R,54G,54Bの大きさや光源52R,52G,52Bに対する位相変調素子54R,54G,54Bの配置の自由度を向上し得る。
 また、第1の態様としての本実施形態の車両用前照灯1では、位相変調素子集合体54は、第2位相変調素子54Gに第1位相変調素子54Rと第3位相変調素子54Bが接続されてこれら位相変調素子54R,54G,54Bが一体に形成された構成とされている。従って、本実施形態の車両用前照灯1では、これら位相変調素子54R,54G,54Bが別個に設けられる場合と比べて、部品点数を減少し得る。
 また、第1の態様としての本実施形態の車両用前照灯1では、第1位相変調素子54Rにおける入射スポットSRは特定の方向に長尺な概ね楕円形状とされ、入射スポットSRの長手方向である特定の方向は鉛直方向である縦方向と非平行とされる。このため、入射スポットSRの長手方向である特定の方向と鉛直方向とが平行とされる場合と比べて、入射スポットSRの鉛直方向の幅SHRを小さくし得る。従って、入射スポットSRの長手方向である特定の方向と鉛直方向とが平行とされる場合と比べて、車両の振動に応じて入射スポットSRが鉛直方向に振動する際にこの入射スポットSRの一部が位相変調素子54Rの入射面からはみ出すことを抑制し得る。なお、車両の振動に応じて入射スポットSRの一部が第1位相変調素子54Rの入射面からはみ出すことを抑制する観点では、本実施形態のように、入射スポットSRの長手方向である特定の方向と水平方向である横方向とが平行とされることが好ましい。
 また、第1の態様としての本実施形態の車両用前照灯1では、第2位相変調素子54Gにおける入射スポットSGは特定の方向に長尺な概ね楕円形状とされ、入射スポットSGの長手方向である特定の方向と水平方向である横方向とが非平行とされる。また、第3位相変調素子54Bにおける入射スポットSBは特定の方向に長尺な概ね楕円形状とされ、入射スポットSBの長手方向である特定の方向と水平方向である横方向とが非平行とされる。このため、入射スポットSG,SBの長手方向である特定の方向と水平方向とが平行とされる場合と比べて、位相変調素子54G,54Bの水平方向である横方向の幅を小さくすることができ、車両用前照灯1の製造コストを低減し得る。なお、位相変調素子54R,54Bの横方向の幅WG,WBを小さくする観点では、本実施形態のように、入射スポットSG,SBの長手方向である特定の方向と鉛直方向である縦方向とが平行とされることが好ましい。
 また、第1の態様としての本実施形態の車両用前照灯1では、縦方向に並列される変調部MPRの数は、横方向に並列される変調部MPRの数よりも多い。また、縦方向に並列される変調部MPGの数は、横方向に並列される変調部MPGの数よりも多く、縦方向に並列される変調部MPBの数は、横方向に並列される変調部MPBの数よりも多い。
 このため、縦方向に並列される変調部MPRの数が横方向に並列される変調部MPRの数よりも少ない場合と比べて、車両の振動に応じて入射スポットSRが縦方向に振動する際に第1光源52Rからの光LRをいずれかの変調部MPRに入射させ易くし得る。また、変調部MPRと同様に、車両の振動に応じて入射スポットSGが縦方向に振動する際に第2光源52Gからの光LGをいずれかの変調部MPGに入射させ易くし得る。また、変調部MPRと同様に、車両の振動に応じて入射スポットSBが縦方向に振動する際に第3光源52Bからの光LBをいずれかの変調部MPBに入射させ易くし得る。
(第2実施形態)
 次に、本発明の第1の態様としての第2実施形態について図6を参照して詳細に説明する。なお、第1実施形態と同一又は同等の構成要素については、特に説明する場合を除き、同一の参照符号を付して重複する説明は省略する。
 図6は、本発明の第1の態様としての第2実施形態における光学系ユニットを図2と同様に示す図である。なお、図6では、理解を容易にするために、ヒートシンク30、カバー36等の記載が省略されている。図6に示すように、本実施形態の光学系ユニット50は、位相変調素子54R,54G,54Bが互いに離間している点、導光光学系155に替わって合成光学系55を備える点において、第1実施形態の光学系ユニット50と異なる。
 本実施形態のそれぞれの位相変調素子54R,54G,54Bは、第1実施形態の位相変調素子54R,54G,54Bと同様に、LCOSとされる。また、位相変調素子54Rは、光が入射する入射面EFR側から見る正面視において縦方向に長尺な概ね長方形に形成されている。このため、第1位相変調素子54Rの入射面EFRの縦方向の幅は当該第1位相変調素子54Rの入射面EFRの横方向の幅よりも大とされる。第1位相変調素子54Rには、マトリックス状に配置された複数の変調部MPRが形成され、第1位相変調素子54Rにおける縦方向に並列される変調部MPRの数は、横方向に並列される変調部MPRの数よりも多い。第1位相変調素子54Rには第1光源52Rからの光LRが入射し、第1位相変調素子54Rはこの光LRが回折された第1の光DLRを出射する。本実施形態では、第1実施形態と同様に、半導体レーザとされる第1光源52Rからの光LRの形状は調整されないため、第1位相変調素子54Rにおける入射スポットSRの形状は概ね楕円形状とされる。本実施形態では、第1実施形態と同様に、概ね楕円形状の入射スポットSRの大きさは少なくとも1つの変調部MPRを含むことができる大きさとされ、この入射スポットSRの長軸LARは水平方向である横方向と概ね平行とされる。
 本実施形態の第2位相変調素子54Gは、光が入射する入射面EFG側から見る正面視において縦方向に長尺な概ね長方形に形成されている。このため、第2位相変調素子54Gの入射面EFRの縦方向の幅は当該第2位相変調素子54Gの入射面EFRの横方向の幅よりも大とされる。第2位相変調素子54Gには、マトリックス状に配置された複数の変調部MPRが形成され、第2位相変調素子54Gにおける縦方向に並列される変調部MPGの数は、横方向に並列される変調部MPGの数よりも多い。第2位相変調素子54Gには第2光源52Gからの光LGが入射し、第2位相変調素子54Gはこの光LGが回折された第2の光DLGを出射する。本実施形態では、第1実施形態と同様に、半導体レーザとされる第2光源52Gからの光LGの形状は調整されないため、第2位相変調素子54Gにおける入射スポットSGの形状は概ね楕円形状とされる。本実施形態では、第1実施形態と同様に、概ね楕円形状の入射スポットSGの大きさは少なくとも1つの変調部MPGを含むことができる大きさとされ、この入射スポットSGの長軸LAGは鉛直方向である縦方向と概ね平行とされる。
 本実施形態の第3位相変調素子54Bは、光が入射する入射面EFB側から見る正面視において縦方向に長尺な概ね長方形に形成されている。このため、第3位相変調素子54Bの入射面EFBの縦方向の幅は当該第3位相変調素子54Bの入射面EFBの横方向の幅よりも大とされる。第3位相変調素子54Bには、マトリックス状に配置された複数の変調部MPBが形成され、第3位相変調素子54Bにおける縦方向に並列される変調部MPBの数は、横方向に並列される変調部MPBの数よりも多い。第3位相変調素子54Bには第3光源52Bからの光LBが入射し、第3位相変調素子54Bはこの光LBが回折された第3の光DLBを出射する。本実施形態では、第1実施形態と同様に、半導体レーザとされる第3光源52Bからの光LBの形状は調整されないため、第3位相変調素子54Bにおける入射スポットSBの形状は概ね楕円形状とされる。本実施形態では、第1実施形態と同様に、概ね楕円形状の入射スポットSBの大きさは少なくとも1つの変調部MPBを含むことができる大きさとされ、この入射スポットSBの長軸LABは鉛直方向である縦方向と概ね平行とされる。
 本実施形態の合成光学系55は、第1光学素子55fと第2光学素子55sとを有する。第1光学素子55fは、第1位相変調素子54Rから出射する第1の光DLRと、第2位相変調素子54Gから出射する第2の光DLGとを合成する光学素子である。本実施形態では、第1光学素子55fは、第1の光DLRを透過すると共に第2の光DLGを反射することで第1の光DLRと第2の光DLGとを合成する。また、第2光学素子55sは、第1光学素子55fで合成された第1の光DLR及び第2の光DLGと、第3位相変調素子54Bから出射する第3の光DLBとを合成する光学素子である。本実施形態では、第2光学素子55sは、第1光学素子55fで合成された第1の光DLR及び第2の光DLGを透過すると共に第3の光DLBを反射することで第1の光DLRと第2の光DLGと第3の光DLBとを合成する。このような第1光学素子55f、第2光学素子55sとして、ガラス基板上に酸化膜が積層された波長選択フィルタを挙げることができる。この酸化膜の種類や厚みをコントロールすることで、所定の波長よりも長い波長の光と透過し、この波長よりも短い波長の光を反射する構成とすることができる。
 こうして、合成光学系55において第1の光DLRと第2の光DLGと第3の光DLBとが合成され、この光が合成光学系55から出射する。なお、図6では、第1の光DLRは実線で示され、第2の光DLGは破線で示され、第3の光DLBは一点鎖線で示され、これら光DLR,DLG,DLBはずらして示されている。
 本実施形態では、位相変調素子54R,54G,54Bは、位相変調素子54R,54G,54Bのそれぞれから出射する光DLR,DLG,DLBが合成光学系55によって合成された光がロービームの配光パターンPLとなるように、光源52R,52G,52Bからの光LR,LG,LBをそれぞれ回折する。このため、第1位相変調素子54Rからはロービームの配光パターンPLの赤色成分の光である第1の光DLRが出射し、第2位相変調素子54Gからはロービームの配光パターンPLの緑色成分の光である第2の光DLGが出射し、第3位相変調素子54Bからはロービームの配光パターンPLの青色成分の光である第3の光DLBが出射する。
 上記のように合成光学系55においてこれら光DLR,DLG,DLBが合成され、この合成された白色の光は、カバー36の開口36Hから出射し、この光はフロントカバー12を介して車両用前照灯1から出射する。この光はロービームの配光パターンPLを有しているため、照射される光はロービームとなる。
 本実施形態の車両用前照灯1は、第1実施形態と同様にして、車両の振動に応じて入射スポットSR,SG,SBが縦方向に振動する場合でも、入射スポットSR,SG,SBの一部が位相変調素子54R,54G,54Bの入射面EFR,EFG,EFBからはみ出すことを抑制でき、エネルギー効率が低下することを抑制し得る。また、本実施形態の車両用前照灯1では、第1実施形態と同様にして、車両の振動に応じて入射スポットSR,SG,SBが縦方向に振動する場合でも、いずれかの変調部MPRに光LRが入射し得、いずれかの変調部MPGに光LGが入射し得、いずれかの変調部MPBに光LBが入射し得る。このため、本実施形態の車両用前照灯1は、このような場合でも、ロービームの配光パターンPLを形成し得る。
(第3実施形態)
 次に、本発明の第1の態様としての第3実施形態について詳細に説明する。なお、第1実施形態と同一又は同等の構成要素については、特に説明する場合を除き、同一の参照符号を付して重複する説明は省略する。本実施形態の光学系ユニット50は、位相変調素子集合体54に替わって、1つの位相変調素子54Sを備える点において、第1実施形態の光学系ユニット50と主に異なる。
 図7は、本発明の第1の態様としての第3実施形態における位相変調素子の正面図である。なお、図7は、光が入射する入射面側から見る位相変調素子54Sの正面図であり、図7では、位相変調素子54Sは概略的に示されている。
 本実施形態では、位相変調素子54Sの構成は第1実施形態の位相変調素子54Rと同様の構成とされる。本実施形態の位相変調素子54Sは、光が入射する入射面側から見る正面視において、鉛直方向である縦方向に長尺な概ね長方形に形成されている。このため、位相変調素子54Sの入射面の縦方向の幅H54は位相変調素子54Sの入射面の横方向の幅WSよりも大とされる。位相変調素子54Sには、第1実施形態の位相変調素子54Rと同様に、マトリックス状に配置された複数の変調部MPSが形成される。縦方向に並列される変調部MPSの数は、横方向に並列される変調部MPSの数よりも多い。変調部MPSは、第1実施形態の変調部MPRと同様に、マトリックス状に配置された複数のドットを含み、当該変調部MPSに入射する光を回折して出射する。
 本実施形態では、発光光学系51R,51G,51Bから出射する光LR,LG,LBは、上記第1実施形態と同様に、導光光学系155によって位相変調素子54Sに導光され、位相変調素子54Sに入射する。このため、以下では図2を参照して、位相変調素子54Sへのこれら光LR,LG,LBの入射について説明する。本実施形態では、光源52R,52G,52Bに供給される電力が調整されて、これら光源52R,52G,52Bごとに交互にレーザ光が出射され、発光光学系51R,51G,51Bごとに交互に光LR,LG,LBが出射される。つまり、第1発光光学系51Rが光LRを出射しているときは第2発光光学系51Gと第3発光光学系51Bは光LG,LBを非出射とし、第2発光光学系51Gが光LGを出射しているときは第1発光光学系51Rと第3発光光学系51Bは光LR,LBを非出射とし、第3発光光学系51Bが光LBを出射しているときは第1発光光学系51Rと第2発光光学系51Gは光LR,LGを非出射とする。そして、光源52R,52G,52Bごとのレーザ光の出射が順次切り換えられ、発光光学系51R,51G,51Bごとの光LR,LG,LBの出射が順次切り換えられる。このため、これら発光光学系51R,51G,51Bから出射する互いに波長帯域の異なる光LR,LG,LBが順次位相変調素子54Sに入射する。位相変調素子54Sは入射する光LR,LG,LBが回折された光DLR,DLG,DLBを順次出射する。なお、本実施形態では、上記第1実施形態と同様に、位相変調素子54Sから第1光源52Rまでの光路長は、位相変調素子54Sから第2光源52Gまでの光路長よりも長く、位相変調素子54Sから第2光源52Gまでの光路長は、位相変調素子54Sから第3光源52Bまでの光路長よりも長い。
 図7には、赤色の光LRが照射される領域である入射スポットSRと、緑色の光LGが照射される領域である入射スポットSGと、青色の光LBが照射される領域である入射スポットSBと、が示されている。なお、図7では、入射スポットSRは実線で示され、入射スポットSGは破線で示され、入射スポットSBは一点鎖線で示されている。本実施形態では、第1実施形態と同様に、半導体レーザとされる光源52R,52G,52Bからの光LR,LG,LBの形状は調整されないため、位相変調素子54Sにおけるこれら光LR,LG,LBの入射スポットSR,SG,SBの形状は概ね楕円形状とされる。本実施形態では、これら概ね楕円形状の入射スポットSR,SG,SBの大きさはそれぞれ少なくとも1つの変調部MPSを含むことができる大きさとされる。また、これら入射スポットSR,SG,SBは互いに重なっている。
 本実施形態では、入射スポットSRは、横方向に長尺な概ね楕円形状とされ、入射スポットSRの長手方向と縦方向とは非平行である。また、入射スポットSGは、縦方向に長尺な概ね楕円形状とされ、入射スポットSGの長手方向と横方向とは非平行である。また、入射スポットSBは、縦方向に長尺な概ね楕円形状とされ、入射スポットSBの長手方向と横方向とは非平行である。また、本実施形態では、入射スポットSRの縦方向の幅は、入射スポットSGの縦方向の幅よりも小さくされ、入射スポットSGの縦方向における幅は、入射スポットSBの縦方向における幅と概ね同じとされる。
 次に、本実施形態の位相変調素子54Sからの光の出射について説明する。具体的には、ロービームの配光パターンPLの光を車両用前照灯1が出射する場合を例に説明する。
 本実施形態では、位相変調素子54Sは、上記のような光源52R,52G,52Bごとのレーザ光の出射の切り換りに同期して位相変調パターンを変更する。具体的には、位相変調素子54Sは、光源52Rからの光LRが入射する場合には、この光源52Rに対応する位相変調パターンであって、位相変調素子54Sから出射する第1の光DLRがロービームの配光パターンの赤色成分の光となる位相変調パターンにする。このため、位相変調素子54Sは、光源52Rからの光LRが入射する場合には、ロービームの配光パターンの赤色成分の光である第1の光DLRを出射する。また、位相変調素子54Sは、光源52Gからの光LGが入射する場合には、この光源52Gに対応する位相変調パターンであって、位相変調素子54Sから出射する第2の光DLGがロービームの配光パターンの緑色成分の光となる位相変調パターンにする。このため、位相変調素子54Sは、光源52Gからの光LGが入射する場合には、ロービームの配光パターンの緑色成分の光である第2の光DLGを出射する。また、位相変調素子54Sは、光源52Bからの光LBが入射する場合には、この光源52Bに対応する位相変調パターンであって、位相変調素子54Sから出射する第3の光DLBがロービームの配光パターンの青色成分の光となる位相変調パターンにする。このため、位相変調素子54Sは、光源52Bからの光LBが入射する場合には、ロービームの配光パターンの青色成分の光である第3の光DLBを出射する。
 つまり、位相変調素子54Sは、このように入射する光LR,LG,LBの波長帯域に応じて位相変調パターンを変更することで、ロービームの赤色成分の光である第1の光DLRと、ロービームの緑色成分の光である第2の光DLGと、ロービームの青色成分の光である第3の光DLBとを順次出射する。これら光DLR,DLG,DLBは、それぞれカバー36の開口36Hから出射し、フロントカバー12を介して車両用前照灯1の外部に順次照射される。このとき、第1の光DLR、第2の光DLG、及び第3の光DLBは、車両から所定の距離離れた焦点位置において、それぞれの光が照射される領域が互いに重なるように照射される。この焦点位置は、例えば車両から25m離れた位置とされる。なお、第1の光DLR、第2の光DLG、及び第3の光DLBは、この焦点位置においてそれぞれの光DLR,DLG,DLBが照射される領域の外形が概ね一致するように照射されることが好ましい。また、本実施形態では、光源52R,52G,52Bから出射されるレーザ光のそれぞれの出射時間の長さは概ね同じとされるため、光DLR,DLG,DLBのそれぞれの出射時間の長さも概ね同じとなる。
 ところで、人の視覚の時間分解能よりも短い周期で色の異なる光が繰り返し照射される場合、人は残像効果によってこの異なる色の光が合成された光が照射されていると認識し得る。本実施形態において、第1光源52Rがレーザ光を出射してから再度第1光源52Rがレーザ光を出射するまでの時間が人の視覚の時間分解能よりも短くされた場合、人の視覚の時間分解能よりも短い周期で位相変調素子54Sから出射する光DLR,DLG,DLBが繰り返し照射され、赤色の光DLRと緑色の光DLGと青色の光DLBとが残像効果によって合成される。上記のように、この光DLR,DLG,DLBのそれぞれの出射時間の長さは概ね同じであり、光源52R,52G,52Bから出射されるレーザ光の強度は、上記第1実施形態と同様の所定の強度とされる。このため、残像効果によって合成される光の色は、第1実施形態における光DLR,DLG,DLBが合成された光と同じ白色となる。また、光DLR,DLG,DLBが合成された光の配光パターンは、ロービームの配光パターンPLとなるため、光DLR,DLG,DLBが残像効果によって合成された光の配光パターンもロービームの配光パターンPLとなる。このようにして、ロービームの配光パターンPLの光が車両用前照灯1から出射する。
 光源52R,52G,52Bからレーザ光を繰り返し出射する周期は、残像効果によって合成される光のちらつきを感じることを抑制する観点から、1/15s以下とされることが好ましい。人の視覚の時間分解能は概ね1/30sである。車両用灯具であれば、光の出射の周期が2倍程度であれば光のちらつきを感じることを抑制できる。この周期が1/30s以下であれば、人の視覚の時間分解能を概ね超える。従って、光のちらつきを感じることをより抑制できる。また、光のちらつきを感じることをより抑制する観点では、この周期は1/60s以下であることが好ましい。
 本実施形態では、上記のように、位相変調素子54Sの入射面の縦方向の幅H54は、当該入射面の横方向の幅WSよりも大とされている。また、位相変調素子54Sにおける入射スポットSR,SG,SBの大きさは、少なくとも1つの変調部MPSを含むことができる大きさとされ、複数の変調部MPSの少なくとも一部は、縦方向に並列される。従って、本実施形態の車両用前照灯1は、第1実施形態と同様にして、車両の振動に応じて入射スポットSR,SG,SBが縦方向に移動する場合でも、ロービームの配光パターンPLを形成し得る。
 また、本実施形態では、上記のように、対応する光源との光路長が最大である入射スポットSRの縦方向における幅は、他の入射スポットSG,SBの縦方向における幅のうち最大の幅以下とされる。このため、本実施形態の車両用前照灯1は、第1実施形態と同様にして、位相変調素子54Sの入射面の縦方向の幅H54や位相変調素子54Sと光源52R,52G,52Bとの光路長を調節しなくても、入射スポットの位相変調素子54Sに対する振動の振幅が大きくなりやすい入射スポットSRの一部が位相変調素子54Sの入射面からはみ出すことを抑制し得る。
 また、本実施形態では、入射スポットSRは特定の方向に長尺な概ね楕円形状とされ、入射スポットSRの長手方向である特定の方向は鉛直方向である縦方向と非平行とされる。従って、本実施形態の車両用前照灯1は、第1実施形態と同様にして、入射スポットSRの長手方向である特定の方向と鉛直方向とが平行とされる場合と比べて、車両の振動に応じて入射スポットSRが鉛直方向に振動する際にこの入射スポットSRの一部が位相変調素子54Rの入射面からはみ出すことを抑制し得る。
 また、本実施形態では、縦方向に並列される変調部MPSの数は、横方向に並列される変調部MPSの数よりも多い。このため、第1実施形態と同様にして、縦方向に並列される変調部MPSの数が横方向に並列される変調部MPSの数よりも少ない場合と比べて、車両の振動に応じて入射スポットSR,SG,SBが縦方向に振動する際に光源52R,52G,52Bからの光LR,LG,LBをいずれかの変調部MPGに入射させ易くし得る。
 また、本実施形態の車両用前照灯1は、3つの光源52R,52G,52Bからの光LR,LG,LBを回折する位相変調素子を共通の位相変調素子とすることができるため、部品点数を減少したり、小型化したりし得る。
 なお、第1の態様としての車両用灯具は、光源と、この光源からの光を回折することによりこの光を所定の配光パターンとする複数の変調部を有する位相変調素子とを備え、位相変調素子における光が入射する入射面の縦方向の幅は、当該入射面の横方向の幅よりも大とされ、位相変調素子における光の入射スポットの大きさは、少なくとも1つの変調部を含むことができる大きさとされ、複数の変調部の少なくとも一部は、位相変調素子の縦方向に並列される限りにおいて、特に限定されるものではない。このような構成の車両用灯具は、車両の振動に応じて入射スポットが縦方向に振動する場合でも、この入射スポットの一部が位相変調素子の入射面からはみ出すことを抑制でき、エネルギー効率が低下することを抑制し得る。また、この車両用灯具は、車両の振動に応じて入射スポットが縦方向に振動する場合でも、いずれかの変調部に光が入射し得るため、所定の配光パターンを形成し得る。
 また、第1の態様としての第1~第3実施形態では、車両用灯具としての車両用前照灯1はロービームを照射するものとされたが、第1の態様としての車両用灯具が照射する光はロービームに限定されない。例えば、車両用灯具は、ハイビームを照射するものとされても良く、画像を構成する光を照射するものとされても良い。車両用灯具がハイビームを照射するものとされる場合、図5(B)に示される夜間照明用の配光パターンであるハイビームの配光パターンPHの光が照射される。なお、図5(B)のハイビームの配光パターンPHのうち、領域PHA1は最も光の強度が高い領域であり、領域PHA2は領域PHA1よりも光の強度が低い領域である。つまり、第1実施形態の位相変調素子集合体54におけるそれぞれの位相変調素子54R,54G,54Bは、合成された光がハイビームの強度分布を含む配光パターンを形成するように光を回折するものとされる。また、第1の態様としての第2実施形態のそれぞれの位相変調素子54R,54G,54Bは、合成された光がハイビームの強度分布を含む配光パターンを形成するように光を回折するものとされる。また、第3実施形態の位相変調素子54Sは、残像効果によって合成された光がハイビームの強度分布を含む配光パターンを形成するように光を回折するものとされる。また、車両用灯具が画像を構成する光を照射するものとされる場合、車両用灯具が出射する光の方向や車両用灯具が車両に取り付けられる位置は特に限定されない。
 また、第1の態様としての第1~第3実施形態では、位相変調素子54R,54G,54B,54Sは、反射型の位相変調素子とされた。しかし、位相変調素子として、例えば、液晶パネルであるLCD(Liquid Crystal display)、シリコン基板上に複数の反射体が形成されたGLV(Grating Light Valve)、回折格子等を用いても良い。LCDは、透過型の位相変調素子である。このLCDは、上記の反射型の液晶パネルであるLCOSと同様に、各ドットにおいて液晶層を挟み込む一対の電極の間に印加される電圧を制御することで、各ドットから出射する光の位相の変化量が調整され、出射する光の配光パターンを所望の配光パターンにし得る。なお、この一対の電極は透明電極とされる。また、GLVは、反射型の位相変調素子である。このGLVは、反射体のたわみを電気的に制御することによって、入射する光を回折して出射するとともに出射する光の配光パターンを所望の配光パターンにし得る。
 また、第1の態様としての第1実施形態では、位相変調素子集合体54の第1位相変調素子54Rと第2位相変調素子54Gと第3位相変調素子54Bとは横方向に隣接して並列されていた。しかし、これら位相変調素子54R,54G,54Bは縦方向に並列されていても良く、縦方向及び横方向に並列されていても良い。
 また、第1の態様としての第1実施形態及び第3実施形態では、導光光学系155は、反射ミラー155m、第1光学素子155f、及び第2光学素子155sを備えていた。しかし、導光光学系155は、それぞれの発光光学系51R,51G,51Bから出射する光LR,LG,LBを位相変調素子集合体54や位相変調素子54Sに導光すれば良く、上記第1実施形態や第3実施形態の構成に限定されない。例えば、導光光学系155は反射ミラー155mを備えていなくても良い。このような場合、第1発光光学系51Rから出射する光LRを第1光学素子155fに入射させる。また、上記第1実施形態や第3実施形態において、所定の波長帯域の光を透過し、他の波長帯域の光を反射するバンドパスフィルタが第1光学素子155fや第2光学素子155sに用いられても良い。
 また、第1の態様としての第1実施形態及び第3実施形態では、光学系ユニット50は、発光光学系51R,51G,51Bから出射する光LR,LG,LBを位相変調素子集合体54や位相変調素子54Sに導く導光光学系155を備えていた。しかし、光学系ユニット50は、導光光学系155を備えていなくても良い。この場合、これら光LR,LG,LBが位相変調素子集合体54や位相変調素子54Sに入射するように、発光光学系51R,51G,51Bを配置する。
 また、第1の態様としての第2実施形態では、第1光学素子55fは、第1の光DLRを透過すると共に第2の光DLGを反射することで第1の光DLRと第2の光DLGとを合成し、第2光学素子55sは、第1光学素子55fで合成された第1の光DLR及び第2の光DLGを透過すると共に第3の光DLBを反射することで第1の光DLRと第2の光DLGと第3の光DLBとを合成した。しかし、例えば、第1光学素子55fにおいて第3の光DLBと第2の光DLGとが合成され、第2光学素子55sにおいて第1光学素子55fで合成された第3の光DLB及び第2の光DLGと第1の光DLRとが合成される構成とされても良い。この場合、上記第2実施形態において、第1光源52R、第1コリメートレンズ53R、及び第1位相変調素子54Rと、第3光源52B、第3コリメートレンズ53B、及び第3位相変調素子54Bとの位置が入れ替わる。また、上記第2実施形態において、所定の波長帯域の光を透過し、他の波長帯域の光を反射するバンドパスフィルタが第1光学素子55fや第2光学素子55sに用いられても良い。また、第2実施形態では、合成光学系55は、それぞれの位相変調素子54R,54G,54Bから出射する光DLR,DLG,DLBを合成すれば良く、上記第2実施形態の構成や上記構成に限定されない。
 また、第1の態様としての第2実施形態では、光学系ユニット50は、第1の光DLRと第2の光DLGと第3の光DLBとを合成する合成光学系55を備えていた。しかし、光学系ユニット50は、合成光学系55を備えていなくても良い。この場合、上記第1実施形態と同様にして、それぞれの位相変調素子54R,54G,54Bは、それぞれの位相変調素子54R,54G,54Bから出射する光DLR,DLG,DLBが合成されるように、入射する光LR,LG,LBを回折する。
 また、第1の態様としての第1実施形態では、光学系ユニット50は、第1の光DLRと第2の光DLGと第3の光DLBとを合成する合成光学系を備えていなかった。しかし、第1実施形態の光学系ユニット50は、第2実施形態と同様に、合成光学系を備えていても良い。
 また、第1の態様としての第2実施形態では、光学系ユニット50は、発光光学系51R,51G,51Bから出射する光LR,LG,LBを位相変調素子54R,54G,54Bに導く導光光学系を備えていなかった。しかし、第2実施形態の光学系ユニット50は、第1実施形態と同様に、導光光学系を備えていても良い。
 また、第1の態様としての第1~第3実施形態では、灯具ユニット20は、結像レンズを含む結像レンズ系を備えていなかった。しかし、灯具ユニット20は、結像レンズ系を備え、光学系ユニット50から出射する光をこの結像レンズ系を介して出射させても良い。このような構成にすることで、出射する光の配光パターンをより広い配光パターンにし易くし得る。なお、ここでの広いとは、車両から所定の距離離れた鉛直面上に形成される配光パターンを比べた際に広いことを表している。
 また、第1の態様としての第1~第3実施形態では、入射スポットSR,SG,SBは、概ね楕円形状とされていた。しかし、入射スポットSR,SG,SBの形状は特に限定されるものではなく、例えば円形であっても良い。
 また、第1の形態としての第1~第3実施形態では、それぞれの位相変調素子54R,54G,54B,54Sの形状は概ね長方形とされ、それぞれの入射面も概ね長方形とされていた。しかし、位相変調素子54R,54G,54B,54Sの入射面の形状は鉛直方向の幅が水平方向の幅よりも大とされる形状であれば良い。
 また、第1の形態としての第1実施形態では、3つの位相変調素子54R,54G,54Bの全てが一体に形成されていた。しかし、部品点数を減少し得る観点では、複数の位相変調素子のうち少なくとも1つの位相変調素子が少なくとも1つの他の位相変調素子に接続されてこの他の位相変調素子と一体に形成されれば良い。
 また、第1の形態としての第3実施形態では、3つの光源52R,52G,52Bが、これら光源52R,52G,52Bごとに交互に光を出射していた。しかし、部品点数の減少や小型化の観点では、少なくとも2つの光源が、当該光源ごとに交互に光を出射していれば良い。この場合、少なくとも2つの光源から出射する光が入射する位相変調素子から出射する光は残像効果によって合成され、この残像効果によって合成される光と他の位相変調素子から出射する光とが合成されて、所定の配光パターンの光が照射される。
 また、第1の形態としての第1実施形態では、互いに異なる波長帯域のレーザ光を出射する3つの光源52R,52G,52Bと、3つの位相変調素子54R,54G,54Bが一体とされた1つの位相変調素子集合体54とを備える光学系ユニット50を例に説明した。また、第1の形態としての第2実施形態では、互いに異なる波長帯域のレーザ光を出射する3つの光源52R,52G,52Bと、光源52R,52G,52Bに一対一で対応する3つの位相変調素子54R,54G,54Bとを備える光学系ユニット50を例に説明した。また、第1の形態としての第3実施形態では、互いに異なる波長帯域のレーザ光を出射する3つの光源52R,52G,52Bと、1つの位相変調素子54Sとを備える光学系ユニット50を例に説明した。しかし、光学系ユニットは、少なくとも1つの光源と、この光源に対応する位相変調素子とを備えれば良い。例えば、光学系ユニットは、白色のレーザ光を出射する光源と、この光源から出射する白色のレーザ光を回折して出射する位相変調素子とを備えていても良い。また、光学系ユニットが光源と位相変調素子を複数備える場合、それぞれの位相変調素子には、少なくともの1つの光源が対応していれば良い。例えば、複数の光源から出射する光が合成された光が1つの位相変調素子に入射されても良い。
(第4実施形態)
 次に、本発明の第2の態様としての第4実施形態について説明する。なお、上記第1実施形態と同一又は同様の構成要素については、特に説明する場合を除き、同一の参照符号を付して重複する説明は省略する。本実施形態の光学系ユニット50では、位相変調素子集合体54の構成が第1実施形態の位相変調素子集合体54の構成と異なる。
 図8は、本発明の第2の態様としての第4実施形態における光学系ユニットを図2と同様に示す図である。図8に示すように、本実施形態の位相変調素子集合体54は、光が入射される入射面EFが鉛直方向に対して概ね45度傾くように配置され、導光光学系155から出射する光LR,LG,LBが入射面EFに入射される。なお、鉛直方向に対する入射面EFの角度は特に限定されるものではなく、例えば、入射面EFが鉛直方向と概ね平行となるように位相変調素子集合体54が配置されても良い。本実施形態の導光光学系155は、光LR,LG,LBを合波することなく前後方向に並列させて出射し、これら光LR,LG,LBが位相変調素子集合体54に入射する。本実施形態では、この位相変調素子集合体54から第1発光光学系51Rの第1光源52Rまでの光路長は、位相変調素子集合体54から第2発光光学系51Gの第2光源52Gまでの光路長よりも長い。また、位相変調素子集合体54から第2発光光学系51Gの第2光源52Gまでの光路長は、位相変調素子集合体54から第3発光光学系51Bの第3光源52Bまでの光路長よりも長い。
 位相変調素子集合体54は、第1実施形態の位相変調素子集合体54と同様に、第1発光光学系51Rからの光LRを回折して当該光LRを所定の配光パターンとする位相変調素子と、第2発光光学系51Gからの光LGを回折して当該光LGを所定の配光パターンとする位相変調素子と、第3発光光学系51Bからの光LBを回折して当該光LBを所定の配光パターンとする位相変調素子とを含んでいる。これら3つの位相変調素子は一方向に並べらており、位相変調素子集合体54の入射面EFは、これら位相変調素子における光の入射面によって構成されている。また、これらの位相変調素子は、第1実施形態の位相変調素子と同様に、反射型のLCOSとされる。
 次に、本実施形態の位相変調素子集合体54の構成について詳細に説明する。
 図9は、図8に示す位相変調素子集合体の正面図である。なお、図9は、光が入射する入射面EF側から見る位相変調素子集合体54の正面図であり、図9では、位相変調素子集合体54は概略的に示されている。本実施形態の位相変調素子集合体54は、正面視において鉛直方向に長尺な概ね長方形に形成され、正面視における全領域が入射面EFとされている。このため、位相変調素子集合体54の入射面EFは鉛直方向に長尺な概ね長方形に形成されていると理解できる。なお、以下本明細書では、位相変調素子集合体54の正面視において、水平方向と平行な方向を横方向とし、この横方向と垂直な方向を縦方向とする。このため、横方向は水平方向と平行な方向であり、縦方向は鉛直方向が入射面EFに投影された方向と平行な方向であり、この正面視において鉛直方向と平行な方向である。
 本実施形態の位相変調素子集合体54は、第1発光光学系51Rに対応する第1位相変調素子54Rと、第2発光光学系51Gに対応する第2位相変調素子54Gと、第3発光光学系51Bに対応する第3位相変調素子54Bとを有する。この第1位相変調素子54Rと、第2位相変調素子54Gと、第3位相変調素子54Bとは、縦方向に隣接して並列され、第2位相変調素子54Gに第1位相変調素子54Rと第3位相変調素子54Bとが接続されている。つまり、位相変調素子集合体は、これら位相変調素子54R,54G,54Bが一体に形成された構成とされている。この位相変調素子集合体54には、駆動回路60Rが電気的に接続されている。この駆動回路60Rは、位相変調素子集合体54の横側に接続される走査線駆動回路と、位相変調素子集合体54の縦方向の一方側に接続されるデータ線駆動回路とを有する。この駆動回路60Rを介して、位相変調素子集合体54を構成する位相変調素子54R,54G,54Bのそれぞれに電力が供給される。
 第1位相変調素子54Rの横方向の幅、第2位相変調素子54Gの横方向の幅、及び第3位相変調素子54Bの横方向の幅は、位相変調素子集合体54の横方向の幅W54と同じとされる。第1位相変調素子54Rの縦方向の幅、第2位相変調素子54Gの縦方向の幅、及び第3位相変調素子54Bの縦方向の幅は、位相変調素子集合体54の横方向の幅W54よりも小とされる。つまり、これら位相変調素子54R,54G,54Bは、水平方向である横方向に長尺な概ね長方形に形成される。上記のように、正面視における位相変調素子集合体54の全領域が入射面EFとされ、位相変調素子集合体54の入射面EFはこれら位相変調素子54R,54G,54Bにおける光の入射面によって構成されているため、位相変調素子54R,54G,54Bにおける光の入射面のそれぞれも水平方向である横方向に長尺な概ね長方形に形成されている。また、これら位相変調素子54R,54G,54Bのそれぞれの長手方向は、これら位相変調素子54R,54G,54Bが並列される方向である縦方向と概ね垂直とされる。このため、位相変調素子54R,54G,54Bにおける光の入射面のそれぞれの長手方向は、縦方向と概ね垂直とされる。本実施形態では、第1位相変調素子54Rの縦方向の幅と、第2位相変調素子54Gの縦方向の幅と、第3位相変調素子54Bの縦方向の幅とは概ね同じとされる。このため、位相変調素子54R,54G,54Bにおける光の入射面の縦方向の幅は概ね同じとされる。
 第1位相変調素子54Rにはマトリックス状に配置された複数の変調部MPRが形成されている。第2位相変調素子54Gにはマトリックス状に配置された複数の変調部MPGが形成され、第3位相変調素子54Bにはマトリックス状に配置された複数の変調部MPBが形成されている。本実施形態では、これら変調部MPR,MPG,MPBは、同じ大きさの正方形とされる。このため、第1位相変調素子54Rの入射面の長手方向に並列される変調部MPRの数は、位相変調素子54Rの入射面の長手方向と垂直な方向に並列される変調部MPRの数よりも多い。また、第2位相変調素子54Gの入射面の長手方向に並列される変調部MPGの数は、第2位相変調素子54Gの入射面の長手方向と垂直な方向に並列される変調部MPGの数よりも多く、第3位相変調素子54Bの入射面の長手方向に並列される変調部MPBの数は、第3位相変調素子54Bの入射面の長手方向と垂直な方向に並列される変調部MPBの数よりも多い。それぞれの変調部MPR,MPG,MPBは、マトリックス状に配置された複数のドットを含み、当該変調部MPR,MPG,MPBに入射する光を回折して出射する。
 第1位相変調素子54Rには導光光学系155から出射する赤色の光LRが入射し、第1位相変調素子54Rはこの光LRが回折された第1の光DLRを出射する。第2位相変調素子54Gには導光光学系155から出射する緑色の光LGが入射し、第2位相変調素子54Gはこの光LGが回折された第2の光DLGを出射する。第3位相変調素子54Bには導光光学系155から出射する青色の光LBが入射し、第3位相変調素子54Bはこの光LBが回折された第3の光DLBを出射する。
 図9には、赤色の光LRが照射される領域である入射スポットSRと、緑色の光LGが照射される領域である入射スポットSGと、青色の光LBが照射される領域である入射スポットSBと、が示されている。本実施形態では、上記のように、光源52R,52G,52Bは半導体レーザとされるため、光源52R,52G,52Bから出射するレーザ光は概ね楕円形状に広がりながら伝搬する。また、これら光源52R,52G,52Bから出射するレーザ光のファスト軸方向、スロー軸方向はコリメートレンズ53R,53G,53Bでそれぞれコリメートされるものの、これらレーザ光の形状は調整されない。このように形状が調整されていない光LR,LG、LBが発光光学系51R,51G,51Bから出射し、導光光学系155を介して、位相変調素子集合体54にそれぞれ入射する。本実施形態では、導光光学系155においてもこれら光LR,LG、LBの形状は調整されないため、入射スポットSR,SG,SBの形状はそれぞれ概ね楕円形状とされる。
 また、本実施形態では、概ね楕円形状の入射スポットSRの大きさは少なくとも1つの変調部MPRを含むことができる大きさとされ、この入射スポットSRの長軸LARは第1位相変調素子54Rの入射面の長手方向である横方向と概ね平行とされる。言い換えると、入射スポットSRは、横方向に長尺な概ね楕円形状とされ、入射スポットSRの長手方向と第1位相変調素子54Rの入射面の長手方向とは非垂直とされる。また、概ね楕円形状の入射スポットSGの大きさは少なくとも1つの変調部MPGを含むことができる大きさとされ、この入射スポットSGの長軸LAGは第2位相変調素子54Gの入射面の長手方向である横方向と概ね平行とされる。言い換えると、入射スポットSGは、横方向に長尺な概ね楕円形状とされ、入射スポットSGの長手方向と第2位相変調素子54Gの入射面の長手方向とは非垂直とされる。また、概ね楕円形状の入射スポットSBの大きさは少なくとも1つの変調部MPBを含むことができる大きさとされ、この入射スポットSBの長軸LABは第3位相変調素子54Bの入射面の長手方向である横方向と概ね平行とされる。言い換えると、入射スポットSBは、横方向に長尺な概ね楕円形状とされ、入射スポットSBの長手方向と第3位相変調素子54Bの入射面の長手方向とは非垂直とされる。
 また、本実施形態では、入射スポットSRの長手方向と垂直な方向である縦方向の幅と、入射スポットSGの長手方向と垂直な方向である縦方向の幅と、入射スポットSBの長手方向と垂直な方向である縦方向の幅とは概ね同じとされる。また、入射スポットSRの長手方向である横方向の幅と、入射スポットSGの長手方向である横方向の幅と、入射スポットSBの長手方向である横方向の幅とは概ね同じとされる。なお、これら入射スポットSR,SG,SBの幅は互いに異なっていても良い。
 本実施形態では、位相変調素子集合体54の第1位相変調素子54Rにおけるそれぞれの変調部MPRに同じ位相変調パターンを形成する。また、第2位相変調素子54Gにおけるそれぞれの変調部MPGに同じ位相変調パターンを形成し、第3位相変調素子54Bにおけるそれぞれの変調部MPBに同じ位相変調パターンを形成する。なお、本明細書では、位相変調パターンは、入射する光の位相を変調するパターンを示すものとされる。本実施形態では、位相変調パターンは、各ドットDTにおける液晶層66の屈折率のパターンであり、各ドットDTに対応する電極64と透明電極67との間に印加される電圧のパターンでもあると理解できる。この位相変調パターンを調整することで、出射する光の配光パターンを所望の配光パターンにし得る。本実施形態では、変調部MPR,MPG,MPBにおけるそれぞれの位相変調パターンは、互いに異なる位相変調パターンとされている。
 具体的には、本実施形態では、第1実施形態と同様に、変調部MPR,MPG,MPBにおけるそれぞれの位相変調パターンは、第1位相変調素子54Rから出射する第1の光DLRと第2位相変調素子54Gから出射する第2の光DLGと第3位相変調素子54Bから出射する第3の光DLBとが合成された光が図5(A)に示されるロービームの配光パターンPLとなるように、光LR,LG,LBをそれぞれ回折させる位相変調パターンとされる。言い換えると、位相変調素子集合体54の位相変調素子54R,54G,54Bは、位相変調素子54R,54G,54Bのそれぞれから出射する光DLR,DLG,DLBが合成された光がロービームの配光パターンPLとなるように、入射する光LR,LG,LBをそれぞれ回折する。この配光パターンには強度分布も含まれる。このため、本実施形態では、第1位相変調素子54Rから出射する第1の光DLRは、ロービームの配光パターンPLと重なると共にロービームの配光パターンPLの強度分布に基づいた強度分布とされる。第2位相変調素子54Gから出射する第2の光DLGは、ロービームの配光パターンPLと重なると共にロービームの配光パターンPLの強度分布に基づいた強度分布とされる。第3位相変調素子54Bから出射する第3の光DLBは、ロービームの配光パターンPLと重なると共にロービームの配光パターンPLの強度分布に基づいた強度分布とされる。上述したようにこれら位相変調素子54R,54G,54Bは、それぞれ同じ位相変調パターンを形成する複数の変調部MPR,MPG,MPBを有しており、それぞれの変調部MPR,MPG,MPBがこのような配光パターンとなるように光LR,LG,LBをそれぞれ回折する。なお、これら位相変調素子54R,54G,54Bは、当該位相変調素子54R,54G,54Bから出射する光DLR,DLG,DLBの配光パターンの外形がロービームの配光パターンPLの外形に一致するように、入射する光LR,LG,LBをそれぞれ回折することが好ましい。こうして、第1位相変調素子54Rはロービームの配光パターンPLの赤色成分の光DLRを出射し、第2位相変調素子54Gはロービームの配光パターンPLの緑色成分の光DLGを出射し、第3位相変調素子54Bはロービームの配光パターンPLの青色成分の光DLBを出射する。
 位相変調素子集合体54から出射するこれら光DLR,DLG,DLBは、それぞれフロントカバー12を介して車両用前照灯1の外部に照射される。このとき、これら光DLR,DLG,DLBは、車両から所定の距離離れた焦点位置において、それぞれの光が照射される領域が互いに重なるように照射される。この焦点位置は、例えば車両から25m離れた位置とされる。これら光DLR,DLG,DLBが合成された光はロービームの配光パターンPLとなるため、照射される光はロービームとなる。なお、これら光DLR,DLG,DLBは、この焦点位置においてそれぞれの配光パターンの外形が概ね一致するように照射されることが好ましい。
 ここで、前述の特許文献1では、光源として、例えば、半導体レーザが挙げられている。半導体レーザから出射するレーザ光は概ね楕円形状に広がりながら伝搬するため、このレーザ光の形状が調整されない場合、レーザ光の入射スポットは特定の方向に長尺な概ね楕円形状となる。一方、ホログラム素子は概ね長方形とされており、レーザ光の入射スポットの形状と異なっている。このため、半導体レーザから出射するレーザ光をホログラム素子の全体に入射させる場合、半導体レーザから出射するレーザ光の一部がホログラム素子に照射されずにエネルギー効率が低下するため、エネルギー効率の低下を抑制したいという要請がある。この要請に対しては、例えば、レーザ光の形状を調整して入射スポットの形状をホログラム素子の形状に対応する形状にすることが考えられる。しかし、このような場合、レーザ光の形状を調整するための光学素子が用いられるため、車両用灯具が大型化する虞がある。
 そこで、第2の態様としての本実施形態の車両用前照灯1は、光を出射する光源52R,52G,52Bと、第1位相変調素子54Rと第2位相変調素子54Gと第3位相変調素子54Bとを有する位相変調素子集合体54とを備える。第1位相変調素子54Rは、第1光源52Rからの光LRを回折することによりこの光LRを所定の配光パターンとする複数の変調部MPRを有する。第2位相変調素子54Gは、第2光源52Gからの光LGを回折することによりこの光LGを所定の配光パターンとする複数の変調部MPGを有する。第3位相変調素子54Bは、第3光源52Bからの光LBを回折することによりこの光LBを所定の配光パターンとする複数の変調部MPBを有する。第1位相変調素子54Rの入射面、第2位相変調素子54Gの入射面、及び第3位相変調素子54Bの入射面は、それぞれ横方向に長尺な概ね長方形とされる。第1位相変調素子54Rにおける光LRの入射スポットSR、第2位相変調素子54Gにおける光LGの入射スポットSG、及び第3位相変調素子54Bにおける光LBの入射スポットSBは、それぞれ横方向に長尺な概ね楕円形状とされる。入射スポットSRの大きさは、少なくとも1つの変調部MPRを含むことができる大きさとされ、入射スポットSGの大きさは、少なくとも1つの変調部MPGを含むことができる大きさとされ、入射スポットSBの大きさは、少なくとも1つの変調部MPBを含むことができる大きさとされる。第1位相変調素子54Rの入射面の長手方向と入射スポットSRの長手方向とは非垂直とされ、第2位相変調素子54Gの入射面の長手方向と入射スポットSGの長手方向とは非垂直とされ、第3位相変調素子54Bの入射面の長手方向と入射スポットSBの長手方向とは非垂直とされる。
 第2の態様としての本実施形態の車両用前照灯1では、少なくとも1つの変調部MPRに第1光源52Rからの光LRが入射し得、少なくとも1つの変調部MPGに第2光源52Gからの光LGが入射し得、少なくとも1つの変調部MPBに第3光源52Bからの光LBが入射し得る。このため、これら変調部MPR,MPG,MPBによってロービームの配光パターンPLを形成し得る。また、本実施形態の車両用前照灯1では、上記のように、第1位相変調素子54Rの入射面、第2位相変調素子54Gの入射面、及び第3位相変調素子54Bの入射面は、それぞれ横方向に長尺な概ね長方形とされる。入射スポットSR、入射スポットSG、及び入射スポットSGは、それぞれ横方向に長尺な概ね楕円形状とされる。第1位相変調素子54Rの入射面の長手方向と入射スポットSRの長手方向とは非垂直とされ、第2位相変調素子54Gの入射面の長手方向と入射スポットSGの長手方向とは非垂直とされ、第3位相変調素子54Bの入射面の長手方向と入射スポットSBの長手方向とは非垂直とされる。このため、本実施形態の車両用前照灯1は、第1位相変調素子54Rの入射面の長手方向と入射スポットSRの長手方向とが垂直とされる場合と比べて、第1光源52Rからの光LRの形状を調整しなくても、入射スポットSRの一部が第1位相変調素子54Rの入射面からはみ出すことを抑制し得る。また、本実施形態の車両用前照灯1は、第2位相変調素子54Gの入射面の長手方向と入射スポットSGの長手方向とが垂直とされる場合と比べて、第2光源52Gからの光LGの形状を調整しなくても、入射スポットSGの一部が第2位相変調素子54Gの入射面からはみ出すことを抑制し得、第3位相変調素子54Bの入射面の長手方向と入射スポットSBの長手方向とが垂直とされる場合と比べて、第3光源52Bからの光LBの形状を調整しなくても、入射スポットSBの一部が第3位相変調素子54Bの入射面からはみ出すことを抑制し得る。従って、本実施形態の車両用前照灯1は、エネルギー効率の低下を抑制しつつ大型化を抑制し得る。
 また、第2の態様としての本実施形態の車両用前照灯1は、第1位相変調素子54Rの入射面の長手方向と入射スポットSRの長手方向とは概ね平行とされ、第2位相変調素子54Gの入射面の長手方向と入射スポットSGの長手方向とは概ね平行とされ、第3位相変調素子54Bの入射面の長手方向と入射スポットSBの長手方向とは概ね平行とされる。従って、本実施形態の車両用前照灯1は、入射スポットSRの一部が第1位相変調素子54Rの入射面からはみ出すことをより抑制し得る。また、入射スポットSGの一部が第2位相変調素子54Gの入射面からはみ出すことをより抑制し得、入射スポットSBの一部が第3位相変調素子54Bの入射面からはみ出すことをより抑制し得る。
 また、第2の態様としての本実施形態の車両用前照灯1は、複数の光源52R,52G,52Bを有し、位相変調素子集合体54は、第1光源52Rからの光LRが入射する第1位相変調素子54Rと、第2光源52Gからの光LGが入射する第2位相変調素子54Gと、第3光源52Bからの光LBが入射する第3位相変調素子54Bとを有する。つまり、位相変調素子集合体54のこれら位相変調素子54R,54G,54Bは光源52R,52G,52Bごとに設けられている。位相変調素子集合体54は、第2位相変調素子54Gに第1位相変調素子54Rと第3位相変調素子54Bが接続されてこれら位相変調素子54R,54G,54Bが一体に形成された構成とされている。従って、本実施形態の車両用前照灯1では、これら位相変調素子54R,54G,54Bが別個に設けられる場合と比べて、部品点数を減少し得る。
(第5実施形態)
 次に、本発明の第2の態様としての第5実施形態について図10、図11を参照して詳細に説明する。なお、第4実施形態と同一又は同等の構成要素については、特に説明する場合を除き、同一の参照符号を付して重複する説明は省略する。
 図10は、本発明の第2の態様としての第5実施形態における光学系ユニットを概略的に示す図である。なお、図10は、前方側であるカバー36の開口36H側から光学系ユニット50を見る図であり、図10では、理解を容易にするために、ヒートシンク30、カバー36、位相変調素子集合体54から出射する光DLR,DLG,DLB等の記載が省略されている。図10に示すように、本実施形態の光学系ユニット50は、主に導光光学系155を備えない点において、第4実施形態の光学系ユニット50と異なる。
 本実施形態の光学系ユニット50では、第4実施形態と同様に、位相変調素子集合体54は、光が入射される入射面EFが鉛直方向に対して概ね45度傾くように配置され、発光光学系51R,51G,51Bは位相変調素子集合体54の下方に配置される。発光光学系51R,51G,51Bから出射する光LR,LG,LBのそれぞれは、直接位相変調素子集合体54に入射される。本実施形態では、光源52R,52G,52Bは左右方向に並列され、光源52R,52G,52Bを含む発光光学系51R,51G,51Bは左右方向に並列されている。このように並列される発光光学系51R,51G,51Bからの光LR,LG,LBは、左右方向に並列した状態で位相変調素子集合体54に入射する。
 図11は、図10に示す位相変調素子集合体の正面図である。なお、図11は、光が入射する入射面EF側から見る位相変調素子集合体54の正面図であり、図11では、位相変調素子集合体54は概略的に示されている。図11に示すように、本実施形態の位相変調素子集合体54は、3つの位相変調素子54R,54G,54Bが隣接して並列される方向が異なる点で第4実施形態の位相変調素子集合体54と異なる。
 具体的には、本実施形態の位相変調素子集合体54は、正面視において、左右方向である横方向に長尺な概ね長方形に形成される。3つの位相変調素子54R,54G,54Bは横方向に隣接して並列され、第2位相変調素子54Gに第1位相変調素子54Rと第3位相変調素子54Bとが接続されている。これら位相変調素子54R,54G,54Bは、第1実施形態と同様に、それぞれ横方向に長尺な概ね長方形とされ、入射スポットSR,SG,SBは、それぞれ横方向に長尺な概ね楕円形状とされる。このため、第1位相変調素子54Rの入射面の長手方向と入射スポットSRの長手方向とは非垂直とされ、第2位相変調素子54Gの入射面の長手方向と入射スポットSGの長手方向とは非垂直とされ、第3位相変調素子54Bの入射面の長手方向と入射スポットSBの長手方向とは非垂直とされる。また、これら位相変調素子54R,54G,54Bの入射面の長手方向は、これら位相変調素子54R,54G,54Bが並列される方向である横方向と概ね平行とされる。
 第2の態様としての本実施形態の車両用前照灯1は、第4実施形態と同様にして、第1位相変調素子54Rの入射面の長手方向と入射スポットSRの長手方向とが垂直とされる場合と比べて、第1光源52Rからの光LRの形状を調整しなくても、入射スポットSRの一部が第1位相変調素子54Rの入射面からはみ出すことを抑制し得る。また、本実施形態の車両用前照灯1は、第2位相変調素子54Gの入射面の長手方向と入射スポットSGの長手方向とが垂直とされる場合と比べて、第2光源52Gからの光LGの形状を調整しなくても、入射スポットSGの一部が第2位相変調素子54Gの入射面からはみ出すことを抑制し得、第3位相変調素子54Bの入射面の長手方向と入射スポットSBの長手方向とが垂直とされる場合と比べて、第3光源52Bからの光LBの形状を調整しなくても、入射スポットSBの一部が第3位相変調素子54Bの入射面からはみ出すことを抑制し得る。従って、本実施形態の車両用前照灯1は、エネルギー効率の低下を抑制しつつ大型化を抑制し得る。
 また、第2の態様としての本実施形態の車両用前照灯1では、3つの位相変調素子54R,54G,54Bは左右方向である横方向に隣接して並列されている。また、光源52R,52G,52Bは、位相変調素子54R,54G,54Bに対応して左右方向に並列され、光源52R,52G,52Bからの光は、導光光学系155を介することなく位相変調素子集合体54に入射される。このため、本実施形態の車両用前照灯1は、導光光学系155を備える場合と比べて、簡易な構成にすることができる。また、本実施形態の車両用前照灯1では、位相変調素子54R,54G,54Bの入射面の長手方向は、これら位相変調素子54R,54G,54Bが並列される方向である横方向と概ね平行とされる。このため、隣接して並列される位相変調素子54R,54G,54Bの入射面のそれぞれの長手方向とこれら位相変調素子54R,54G,54Bが並列される方向とが垂直とされる場合と比べて、第1位相変調素子54Rと第2位相変調素子54Gとの中心間の距離及び第2位相変調素子54Gと第3位相変調素子54Bとの中心間の距離が長くなる。このため、隣接して並列される位相変調素子54R,54G,54Bの入射面のそれぞれの長手方向とこれら位相変調素子54R,54G,54Bが並列される方向とが垂直とされる場合と比べて、第1光源52Rと第2光源52G間の距離及び第2光源52Gと第3光源52B間の距離を長くし得る。このため、本実施形態の車両用前照灯1は、隣接して並列される位相変調素子54R,54G,54Bの入射面のそれぞれの長手方向とこれら位相変調素子54R,54G,54Bが並列される方向とが垂直とされる場合と比べて、光源52R,52G,52Bをより大きくし得る。また、本実施形態の車両用前照灯1は、隣接する第1光源52Rと第2光源52G及び第2光源52Gと第3光源52Bとが干渉し合うことを抑制し得る。また、本実施形態の車両用前照灯1は、隣接する第1光源52Rと第2光源52G間及び第2光源52Gと第3光源52B間における熱干渉によってこれら光源52R,52G,52Bが過加熱されることを抑制し得る。
(第6実施形態)
 次に、本発明の第2の態様としての第6実施形態について図12を参照して詳細に説明する。なお、第4実施形態と同一又は同等の構成要素については、特に説明する場合を除き、同一の参照符号を付して重複する説明は省略する。
 図12は、本発明の第2の態様としての第6実施形態における光学系ユニットを図2と同様に示す図である。なお、図12では、理解を容易にするために、ヒートシンク30、カバー36等の記載が省略されている。図12に示すように、本実施形態の光学系ユニット50は、位相変調素子集合体54に替わって、1つの位相変調素子54Sを備える点において、第4実施形態の光学系ユニット50と主に異なる。
 本実施形態では、位相変調素子54Sの構成は第4実施形態の位相変調素子54R,54G,54Bと同様の構成とされる。位相変調素子54Sは、光が入射する入射面EFS側から見る正面視において横方向に長尺な概ね長方形に形成されている。このため、位相変調素子54Sの入射面EFSの横方向の幅は当該位相変調素子54Sの入射面EFSの縦方向の幅よりも大とされる。位相変調素子54Sには、マトリックス状に配置された複数の変調部が形成され、位相変調素子54Sの入射面EFSの長手方向に並列される変調部の数は、位相変調素子54Sの入射面EFSの長手方向と垂直な方向に並列される変調部の数よりも多い。
 本実施形態では、第1の態様としての第3実施形態と同様にして、光源52R,52G,52Bに供給される電力が調整されて、これら光源52R,52G,52Bごとに交互にレーザ光が出射され、発光光学系51R,51G,51Bごとに交互に光LR,LG,LBが出射される。このため、これら発光光学系51R,51G,51Bから出射する互いに波長帯域の異なる光LR,LG,LBが順次位相変調素子54Sに入射する。位相変調素子54Sは入射する光LR,LG,LBが回折された光DLR,DLG,DLBを順次出射する。なお、図12では、これら光DLR,DLG,DLBはずらして示されている。
 本実施形態では、第4実施形態と同様に、半導体レーザとされる光源52R,52G,52Bからの光LR,LG,LBの形状は調整されないため、位相変調素子54Sにおけるこれら光LR,LG,LBの入射スポットの形状は概ね楕円形状とされる。本実施形態では、これら概ね楕円形状の入射スポットの大きさはそれぞれ少なくとも1つの変調部を含むことができる大きさとされ、これら入射スポットの長軸はそれぞれ位相変調素子54Sの入射面EFSの長手方向と概ね平行とされる。また、これら入射スポットは互いに重なっている。
 本実施形態の位相変調素子54Sは、第1の態様としての第3実施形態と同様にして、このように入射する光LR,LG,LBの波長帯域に応じて位相変調パターンを変更することで、ロービームの赤色成分の光である第1の光DLRと、ロービームの緑色成分の光である第2の光DLGと、ロービームの青色成分の光である第3の光DLBとを順次出射する。これら光DLR,DLG,DLBは、それぞれカバー36の開口36Hから出射し、フロントカバー12を介して車両用前照灯1の外部に順次照射される。そして、本実施形態の車両用前照灯1は、第1の態様としての第3実施形態と同様にして、残像現象によってこれら光DLR,DLG,DLBを合成させることで、ロービームの配光パターンPLの光を出射する。
 第2の態様としての本実施形態では、上記のように、位相変調素子54Sの入射面EFSの長手方向と、光源52R,52G,52Bからの光LR,LG,LBのそれぞれの入射スポットの長手方向とは、非垂直とされる。このため、本実施形態の車両用前照灯1は、第4実施形態と同様にして、光源52R,52G,52Bからの光LR,LG,LBの形状を調整しなくても、光LR,LG,LBの入射スポットの一部がそれぞれ位相変調素子54Sの入射面EFSからはみ出すことを抑制し得る。従って、本実施形態の車両用前照灯1は、エネルギー効率の低下を抑制しつつ大型化を抑制し得る。また、本実施形態の車両用前照灯1は、3つの光源52R,52G,52Bからの光LR,LG,LBを回折する位相変調素子を共通の位相変調素子とすることができるため、部品点数を減少したり、小型化したりし得る。
 なお、第2の態様としての車両用灯具は、光源と、この光源からの光を回折することによりこの光を所定の配光パターンとする少なくとも1つの変調部を有する位相変調素子と、を備え、位相変調素子における光の入射面、及び当該位相変調素子における光の入射スポットは、他の方向よりも所定の方向に長尺な形状とされ、入射スポットの大きさは、少なくとも1つの変調部を含むことができる大きさとされ、位相変調素子の入射面の長手方向と入射スポットの長手方向とが非垂直とされる限りにおいて、特に限定されるものではない。このような構成の車両用灯具は、位相変調素子の入射面の長手方向と入射スポットの長手方向とが垂直とされる場合と比べて、光源からの光の形状を調整しなくても、入射スポットの一部が位相変調素子の入射面からはみ出すことを抑制でき、エネルギー効率の低下を抑制しつつ大型化を抑制し得る。
 また、第2の態様としての第4~第6実施形態では、車両用灯具としての車両用前照灯1はロービームを照射するものとされたが、第1の態様としての車両用灯具が照射する光はロービームに限定されない。例えば、車両用灯具は、図5(B)に示されるハイビームの配光パターンPHの光を照射するものとされても良く、画像を構成する光を照射するものとされても良い。つまり、第4及び第5実施形態の位相変調素子集合体54におけるそれぞれの位相変調素子54R,54G,54Bは、合成された光がハイビームの強度分布を含む配光パターンを形成するように光を回折するものとされる。また、第6実施形態の位相変調素子54Sは、残像効果によって合成された光がハイビームの強度分布を含む配光パターンを形成するように光を回折するものとされる。また、車両用灯具が画像を構成する光を照射するものとされる場合、車両用灯具が出射する光の方向や車両用灯具が車両に取り付けられる位置は特に限定されない。
 また、第2の態様としての第4~第6実施形態では、位相変調素子54R,54G,54B,54Sは、反射型の位相変調素子とされた。しかし、位相変調素子として、例えば、LCD、GLV、回折格子等を用いても良い。
 また、第2の態様としての車両用前照灯は、図6に示される第1の態様としての車両用前照灯1と同様の構成とされてもよい。つまり、光学系ユニット50は、位相変調素子集合体54及び導光光学系155に替わって、互いに離間する3つの位相変調素子54R,54G,54B及び合成光学系55を備える構成としてもよい。この場合、3つの位相変調素子54R,54G,54Bから出射する光DLR,DLG,DLBが合成光学系55によって合成され、この合成された光が車両用前照灯1から出射する。
 また、第2の態様としての第4実施形態では、位相変調素子集合体54の第1位相変調素子54Rと第2位相変調素子54Gと第3位相変調素子54Bとは縦方向に隣接して並列されていた。また、第2の態様としての第5実施形態では、位相変調素子集合体54の第1位相変調素子54Rと第2位相変調素子54Gと第3位相変調素子54Bとは横方向に隣接して並列されていた。しかし、これら位相変調素子54R,54G,54Bが並列される方向は特に限定されるものではなく、例えば、縦方向及び横方向に並列されていても良い。
 また、第2の態様としての第4及び第6実施形態では、導光光学系155は、反射ミラー155m、第1光学素子155f、及び第2光学素子155sを備えていた。しかし、導光光学系155は、それぞれの発光光学系51R,51G,51Bから出射する光LR,LG,LBを位相変調素子集合体54や位相変調素子54Sに導光すれば良く、第4実施形態や第6実施形態の構成に限定されない。例えば、導光光学系155は反射ミラー155mを備えていなくても良い。このような場合、第1発光光学系51Rから出射する光LRを第1光学素子155fに入射させる。また、第4実施形態や第6実施形態において、所定の波長帯域の光を透過し、他の波長帯域の光を反射するバンドパスフィルタが第1光学素子155fや第2光学素子155sに用いられても良い。
 また、第2の態様としての第4及び第6実施形態では、光学系ユニット50は、発光光学系51R,51G,51Bから出射する光LR,LG,LBを位相変調素子集合体54や位相変調素子54Sに導く導光光学系155を備えていた。しかし、光学系ユニット50は、導光光学系155を備えていなくても良い。この場合、これら光LR,LG,LBが位相変調素子集合体54や位相変調素子54Sに入射するように、発光光学系51R,51G,51Bを配置する。
 また、第2の態様としての第4及び第5実施形態では、光学系ユニット50は、第1の光DLRと第2の光DLGと第3の光DLBとを合成する合成光学系を備えていなかった。しかし、第4及び第5実施形態の光学系ユニット50は、第1の態様としての第2実施形態と同様に、合成光学系を備えていても良い。
 また、第2の態様としての第5実施形態では、光学系ユニット50は、発光光学系51R,51G,51Bから出射する光LR,LG,LBを位相変調素子集合体54に導く導光光学系を備えていなかった。しかし、第5実施形態の光学系ユニット50は、第4実施形態と同様に、導光光学系を備えていても良い。
 また、第2の態様としての第4~第6実施形態では、灯具ユニット20は、結像レンズを含む結像レンズ系を備えていなかった。しかし、灯具ユニット20は、結像レンズ系を備え、光学系ユニット50から出射する光をこの結像レンズ系を介して出射させても良い。このような構成にすることで、出射する光の配光パターンをより広い配光パターンにし易くし得る。なお、ここでの広いとは、車両から所定の距離離れた鉛直面上に形成される配光パターンを比べた際に広いことを表している。
 また、第2の態様としての第4~第6実施形態では、入射スポットSR,SG,SBは、概ね楕円形状とされていた。しかし、入射スポットSR,SG,SBの形状は他の方向よりも所定の方向に長尺な形状とされていれば良い。
 また、第2の態様としての第4~第6実施形態では、それぞれの位相変調素子54R,54G,54B,54Sの形状は概ね長方形とされ、それぞれの入射面も概ね長方形とされていた。しかし、位相変調素子54R,54G,54B,54Sの入射面の形状は他の方向よりも所定の方向に長尺な形状とされていれば良い。
 また、第2の態様としての第4~第6実施形態では、それぞれの位相変調素子54R,54G,54B,54Sの入射面の長手方向は、水平方向である横方向とされていた。しかし、位相変調素子54R,54G,54B,54Sの入射面の長手方向は、特に限定されるものではなく、鉛直方向である縦方向とされても良い。
 また、第2の態様としての第4及び第5実施形態では、3つの位相変調素子54R,54G,54Bの全てが一体に形成されていた。しかし、部品点数を減少し得る観点では、複数の位相変調素子のうち少なくとも1つの位相変調素子が少なくとも1つの他の位相変調素子に接続されてこの他の位相変調素子と一体に形成されれば良い。
 また、第2の態様としての第5実施形態では、3つの位相変調素子54R,54G,54Bの全てが隣接して並列されていた。しかし、少なくとも2つの位相変調素子が並列され、この並列される少なくとも2つの位相変調素子の入射面のそれぞれの長手方向とこれら位相変調素子が並列される方向とが平行とされていれば良い。例えば、第5実施形態において、位相変調素子集合体54における第3位相変調素子54Bが位相変調素子集合体54と別体に設けられていても良い。
 また、第2の態様としての第6実施形態では、3つの光源52R,52G,52Bが、これら光源52R,52G,52Bごとに交互に光を出射していた。しかし、部品点数の減少や小型化の観点では、少なくとも2つの光源が、当該光源ごとに交互に光を出射していれば良い。この場合、少なくとも2つの光源から出射する光が入射する位相変調素子から出射する光は残像効果によって合成され、この残像効果によって合成される光と他の位相変調素子から出射する光とが合成されて、所定の配光パターンの光が照射される。
 また、第2の態様としての第4及び第5実施形態では、互いに異なる波長帯域のレーザ光を出射する3つの光源52R,52G,52Bと、3つの位相変調素子54R,54G,54Bが一体とされた1つの位相変調素子集合体54とを備える光学系ユニット50を例に説明した。また、第6実施形態では、互いに異なる波長帯域のレーザ光を出射する3つの光源52R,52G,52Bと、1つの位相変調素子54Sとを備える光学系ユニット50を例に説明した。しかし、光学系ユニットは、少なくとも1つの光源と、この光源に対応する位相変調素子とを備えれば良い。例えば、光学系ユニットは、白色のレーザ光を出射する光源と、この光源から出射する白色のレーザ光を回折して出射する位相変調素子とを備えていても良い。また、光学系ユニットが光源と位相変調素子を複数備える場合、それぞれの位相変調素子には、少なくともの1つの光源が対応していれば良い。例えば、複数の光源から出射する光が合成された光が1つの位相変調素子に入射されても良い。
(第7実施形態)
 次に、本発明の第3の態様としての第7実施形態について説明する。なお、上記第1実施形態と同一又は同様の構成要素については、特に説明する場合を除き、同一の参照符号を付して重複する説明は省略する。
 図13は、本発明の第3の態様としての第7実施形態における灯具ユニット20の一部を示す図であり、灯具ユニット20の上下方向の断面の一部を示す縦断面図である。図13には、灯具ユニット20における光学系ユニット50が示されている。図13に示すように、本実施形態の光学系ユニット50では、光源52R,52G,52Bと導光光学系155との位置関係が第1実施形態の光学系ユニット50における光源52R,52G,52Bと導光光学系155との位置関係と異なる。本実施形態において、これら光源52R,52G,52Bは、第2光源52Gから上記位相変調素子集合体54までの光路長が最も長くなるように、かつ、第3光源52Bから位相変調素子集合体54までの光路長が最も短くなるように、灯室R内に配置される。第1光源52Rは、赤色レーザ光を上方に出射し、第2光源52Gは、緑色レーザ光を前方に出射し、第3光源52Bは、青色レーザ光を前方に出射する。
 なお、本実施形態において、第1光源52Rから出射する赤色レーザ光の全光束数と、第2光源52Gから出射する緑色レーザ光の全光束数と、第3光源52Bから出射する青色レーザ光の全光束数とは、それぞれ同一とされる。
 第1光源52Rの上方には、第1コリメートレンズ53Rが配置されている。第2光源52Gの前方には、第2コリメートレンズ53Gが配置されている。第3光源52Bの前方には、第3コリメートレンズ53Bが配置されている。
 本実施形態では、導光光学系155は、第1光学素子155fと第2光学素子155sとを有する。第1光学素子155fは、第1コリメートレンズ53Rの上方かつ第2コリメートレンズ53Gの前方に配置されており、前後方向及び上下方向に対して略45°傾いている。この第1光学素子155fは、例えば、ガラス基板上に酸化膜が積層された波長選択フィルタとされ、所定波長よりも長い波長の光を透過し、該所定波長よりも短い波長の光を反射するように上記酸化膜の種類や厚みが調整される。本実施形態において、第1光学素子155fは、第1光源52Rから出射する赤色成分の光を透過し、第2光源52Gから出射する緑色成分の光を反射するように構成される。本実施形態において、第1コリメートレンズ53Rから出射する赤色レーザ光及び第2コリメートレンズ53Gから出射する緑色レーザ光は、第1光学素子155fの出射面の異なる位置から上方に出射する。
 第2光学素子155sは、第1光学素子155fの上方かつ第3コリメートレンズ53Bの前方に配置されており、前後方向及び上下方向に対して第1光学素子155fと同一方向に略45°傾いている。この第2光学素子155sは、第1光学素子155fと同様に、波長選択フィルタとされる。本実施形態において、第2光学素子155sは、第1光源52Rから出射する赤色成分の光及び第2光源52Gから出射する緑色成分の光を透過し、第3光源52Bから出射する青色成分の光を反射するように構成される。本実施形態において、第1光学素子155fから出射する赤色レーザ光、第1光学素子155fから出射する緑色レーザ光、及び第3コリメートレンズ53Bから出射する青色レーザ光は、第2光学素子155sの出射面の異なる位置から上方に出射する。
 位相変調素子集合体54は、導光光学系155の上方に配置されており、前後方向及び上下方向に対して光学素子155f,155sと同一方向に略45°傾いている。位相変調素子集合体54は、第1実施形態の位相変調素子集合体54と同様に、複数の位相変調素子を含んでいる。具体的に、位相変調素子集合体54は、上記赤色レーザ光の位相を変調して当該赤色レーザ光を所定の配光パターンとする第1位相変調素子54Rと、上記緑色レーザ光の位相を変調して当該緑色レーザ光を所定の配光パターンとする第2位相変調素子54Gと、上記青色レーザ光の位相を変調して当該青色レーザ光を所定の配光パターンとする第3位相変調素子54Bとを含んでおり、これら位相変調素子54R,54G,54Bが一方向に並べられた構成とされる。
 本実施形態において、位相変調素子54R,54G,54Bのそれぞれは、入射する光を反射しつつ回折して出射する反射型の位相変調素子とされ、具体的には、反射型のLCOSとされる。
 次に、上記位相変調素子集合体54の構成についてより詳細に説明する。
 本実施形態の位相変調素子54R,54G,54Bは、第1実施形態の位相変調素子54R,54G,54Bと同様の構成とされる。しかし、位相変調素子54R,54G,54Bの正面視の外形は、第1実施形態の位相変調素子54R,54G,54Bの外形と異なる。図14は、図13に示す位相変調素子54R,54G,54Bを概略的に示す正面図である。図14に示すように、位相変調素子集合体54は、正面視において略長方形に形成されており、最上部に位置する第1位相変調素子54Rと、第1位相変調素子54Rの下方に位置する第2位相変調素子54Gと、第2位相変調素子54Gの下方に位置する第3位相変調素子54Bとを有している。この位相変調素子集合体54には、駆動回路60Rが電気的に接続されている。
 ここで、図14には、第1位相変調素子54Rに入射する赤色レーザ光の入射スポットSRが実線で、第2位相変調素子54Gに入射する緑色レーザ光の入射スポットSGが破線で、第3位相変調素子54Bに入射する青色レーザ光の入射スポットSBが一点鎖線で示されている。本実施形態では、入射スポットSR,SG,SBのうち、青色レーザ光の入射スポットSBが最も大きく、緑色レーザ光の入射スポットSGが最も小さい。つまり、光源から位相変調素子集合体54までの光路長が長い光ほど上記スポット径が小さくされる。なお、図14では、入射スポットSR,SG,SBが円で示されているが、入射スポットの外形は非円形でもよく、例えば、楕円でもよい。
 本実施形態では、第1位相変調素子54Rの変調部MPRのそれぞれは、赤色レーザ光に対応した同一の位相変調パターンを有している。また、第2位相変調素子54Gの変調部MPGのそれぞれは、緑色レーザ光に対応した同一の位相変調パターンを有している。また、第3位相変調素子54Bの変調部MPBのそれぞれは、青色レーザ光に対応した同一の位相変調パターンを有している。
 本実施形態において、入射スポットSRの全体が図14に示すように第1位相変調素子54Rに入射する場合、入射スポットSRには変調部MPRが少なくとも1つ含まれる。上述のように、各変調部MPRは同一の位相変調パターンを有しているため、入射スポットSRの全体が第1位相変調素子54Rに入射する場合、第1位相変調素子54Rから出射する赤色レーザ光の配光パターンは、変調部MPRの位相変調パターンに基づく所定の配光パターンとされる。本実施形態において、この所定の配光パターンは、図5(A)に示すロービームの配光パターンPLが形成され得る配光パターンとされる。以下、位相変調素子集合体54から出射する赤色レーザ光を第1の光DLRということがある。
 また、入射スポットSGの全体が図14に示すように第2位相変調素子54Gに入射する場合、入射スポットSGには変調部MPGが少なくとも1つ含まれる。上述のように、各変調部MPGは同一の位相変調パターンを有しているため、入射スポットSGの全体が第2位相変調素子54Gに入射する場合、第2位相変調素子54Gから出射する緑色レーザ光の配光パターンは、変調部MPGの位相変調パターンに基づく所定の配光パターンとされる。本実施形態において、この所定の配光パターンは、ロービームの配光パターンPLが形成され得る配光パターンとされる。以下、位相変調素子集合体54から出射する緑色レーザ光を第2の光DLGということがある。
 また、入射スポットSBの全体が図14に示すように第3位相変調素子54Bに入射する場合、入射スポットSBには変調部MPBが少なくとも1つ含まれる。上述のように、各変調部MPBは同一の位相変調パターンを有しているため、入射スポットSBの全体が第3位相変調素子54Bに入射する場合、第3位相変調素子54Bから出射する青色レーザ光の配光パターンは、変調部MPBの位相変調パターンに基づく所定の配光パターンとされる。本実施形態において、この所定の配光パターンは、ロービームの配光パターンPLが形成され得る配光パターンとされる。以下、位相変調素子集合体54から出射する青色レーザ光を第3の光DLBということがある。
 次に、本実施形態の車両用前照灯1における光の出射について説明する。具体的には、車両用前照灯1からロービームが出射される場合を説明する。
 第1光源52Rに電力が供給されると、第1光源52Rによって赤色レーザ光が生成される。図13に示すように、この赤色レーザ光は上方に出射し、第1コリメートレンズ53Rでコリメートされる。また、第2光源52Gに電力が供給されると、第2光源52Gによって緑色レーザ光が生成され、この緑色レーザ光が前方に出射する。この緑色レーザ光は、第2コリメートレンズ53Gでコリメートされる。また、第3光源52Bに電力が供給されると、第3光源52Bによって青色レーザ光が生成され、この青色レーザ光が前方に出射する。この青色レーザ光は、第3コリメートレンズ53Bでコリメートされる。
 第1コリメートレンズ53Rから出射する赤色レーザ光は、上述のように、第1コリメートレンズ53Rの上方に配置された第1光学素子155fを透過する。また、第2コリメートレンズ53Gから出射する緑色レーザ光は、上述のように、第2コリメートレンズ53Gの前方に配置された第1光学素子155fで反射する。つまり、この緑色レーザ光は、第1光学素子155fで90度方向転換し、前方に出射する。上述のように、これら赤色レーザ光及び緑色レーザ光は、第1光学素子155fの出射面の異なる位置から出射する。このため、第1光学素子155fから出射する赤色レーザ光及び緑色レーザ光は、概して前後方向に並んだ状態で上方に伝搬する。
 上述のように、赤色レーザ光及び緑色レーザ光は、第1光学素子155fの上方に配置された第2光学素子155sを透過する。また、第3コリメートレンズ53Bから出射する青色レーザ光は、上述のように、第3コリメートレンズ53Bの前方に配置された第2光学素子155sで反射する。つまり、この青色レーザ光は、第2光学素子155sで90度方向転換し、前方に出射する。上述のように、これら赤色レーザ光、緑色レーザ光、及び青色レーザ光は、第2光学素子155sの出射面の異なる位置から出射する。このため、第2光学素子155sから出射する赤色レーザ光、緑色レーザ光、及び青色レーザ光は、概して前後方向に並んだ状態で上方に伝搬する。具体的には、赤色レーザ光、緑色レーザ光、及び青色レーザ光のうち、赤色レーザ光が最も前方側に位置し、青色レーザ光が最も後方側に位置する。
 上述のように、赤色レーザ光が最も前方側に位置し、青色レーザ光が最も後方側に位置した状態で、赤色レーザ光、緑色レーザ光、及び青色レーザ光が上方に伝搬する結果、赤色レーザ光は、第2光学素子155sの上方に配置された位相変調素子集合体54の第1位相変調素子54Rに入射する。また、緑色レーザ光は、上記位相変調素子集合体54の第2位相変調素子54Gに入射する。また、青色レーザ光は、上記位相変調素子集合体54の第3位相変調素子54Bに入射する。
 なお、本実施形態では、上述のように、各光源から位相変調素子集合体54までの光路長のうち、第2光源52Gから位相変調素子集合体54までの緑色レーザ光の光路長が最も長くなっており、第3光源52Bから位相変調素子集合体54までの青色レーザ光の光路長が最も短くなっている。
 第1位相変調素子54Rに入射した赤色レーザ光は、第1位相変調素子54Rで回折されて第1の光DLRとなる。この第1の光DLRが第1位相変調素子54Rから前方に出射する。上述のように、この第1の光DLRは、ロービームの配光パターンPLとされる。また、第2位相変調素子54Gに入射した緑色レーザ光は、第2位相変調素子54Gで回折されて第2の光DLGとなる。この第2の光DLGが第2位相変調素子54Gから前方に出射する。上述のように、この第2の光DLGは、ロービームの配光パターンPLとされる。また、第3位相変調素子54Bに入射した青色レーザ光は、第3位相変調素子54Bで回折されて第3の光DLBとなる。この第3の光DLBが第3位相変調素子54Bから前方に出射する。上述のように、この第3の光DLBは、ロービームの配光パターンPLとされる。
 このように、位相変調素子集合体54から出射する光DLR,DLG,DLBは、いずれもロービームの配光パターンとされる。このため、これらの光DLR,DLG,DLBがカバー36の開口36Hから出射して、所定の距離だけ前方に伝搬することで、光DLR,DLG,DLBが重なり合い、白色光であるロービームが形成され得る。
 ここで、前述の特許文献1に記載されたような位相変調素子を用いる車両用灯具では、波長の異なるレーザ光を出射する複数の半導体レーザを用いて所望の色を合成することが考えられる。しかし、複数の半導体レーザを用いる場合、各半導体レーザから、所望の配光パターンを形成する位相変調素子までの距離がそれぞれ異なる場合がある。また、一般的に、複数の半導体レーザ素子から出射する波長の異なるレーザ光の径は互いに異なる傾向にある。この様な場合、レンズやシェードを用いて、位相変調素子に入射するレーザ光のスポット径を揃えることが考えられるが、これでは、部品点数の増加を招いてしまう。
 そこで、第3の態様としての本実施形態の車両用前照灯1は、互いに波長の異なる光を出射する複数の光源52R,52G,52Bと、複数の光源52R,52G,52Bのそれぞれから出射する光を回折することにより、複数の光をそれぞれ所定の配光パターンとする位相変調素子54R,54G,54Bと、を備える。波長の異なる光の位相変調素子54R,54G,54Bにおける入射スポットSR,SG,SBの大きさが互いに異なる。このため、本実施形態の車両用前照灯1では、波長の相違する光の入射スポットSR,SG,SBの大きさを調整するための光学部品などを設けなくし得、部品点数の増加が抑制され得る。
 また、車両用前照灯1を搭載する車両が振動して光源52R,52G,52Bが揺れると、光源52R,52G,52Bから出射するレーザ光も揺れるため、上記入射スポットSR,SG,SBが位相変調素子集合体54の入射面上を移動する場合がある。この場合、入射スポットが移動する距離が大きいと、入射スポットが位相変調素子集合体54の外側にはみ出したり、異なる位相変調素子にはみ出したりする場合がある。例えば、所定色のレーザ光の入射スポットが、異なる色のレーザ光に対応する位相変調素子にはみ出した場合を考える。この場合、はみ出した領域の位相変調パターンは、異なる色のレーザ光に対応した位相変調パターンであるため、当該はみ出した領域から出射する上記所定色のレーザ光の配光パターンは、ロービームとは異なる配光パターンとなり得る。そして、このようなロービームとは異なる配光パターンを有する光が車両用前照灯1の出射光に混在することで、ロービームの形成が阻害され得る。
 上述のように光源が揺れると、照射位置までの光路長が長い光ほど、当該光の上記照射位置における入射スポットの揺れ幅も大きくなる傾向がある。本実施形態の車両用前照灯1によれば、上述のように、光源から位相変調素子集合体54までの光路長が長い光ほど上記スポット径が小さくされるため、図14に示すように、緑色レーザ光の入射スポットSGが入射スポットSR,SBに比べて小さくなっている。このため、車両の振動などによって緑色レーザ光の入射スポットSGが大きく移動した場合でも、入射スポットSGが第1位相変調素子54Rや第3位相変調素子54Bにはみ出してしまうことが抑制され得る。したがって、本実施形態の車両用前照灯1によれば、ロービームのような所望の配光パターンが崩れることが抑制され得る。
 このように照射位置までの光路長に応じて各レーザ光の入射スポットの大きさが相違することによって、入射スポットの大きさを調整する光学系等を設けることなく、スポット径が位相変調素子からはみ出してしまうことが抑制され得、部品点数の増加が抑制され得る。
 なお、光路長が緑色レーザ光に比べて長い赤色レーザ光及び青色レーザ光の入射スポットSR,SBを同じ大きさとし、入射スポットSGの大きさのみを小さくしてもよい。すなわち、入射スポットの大きさが互いに異なる少なくとも2つの光のうち、位相変調素子までの光路長が長い光ほど入射スポットが小さくされればよい。ただし、上述のように、光源から位相変調素子集合体54までの光路長が長いほど入射スポットを小さくすることで、光路長の長さに応じた入射スポットの大きさとなるため、所望の配光パターンがより得られ易くなり得る。
(第8実施形態)
 次に、本発明の第3の態様としての第8実施形態について説明する。なお、第7実施形態と同一又は同等の構成要素について、特に説明する場合を除き、同一の参照符号を付して重複する説明を省略する。
 図15は、本発明の第3の態様としての第8実施形態における車両用前照灯1の灯具ユニット20の一部を図13と同様に示す図である。なお、図15では、理解を容易にするために、灯具ユニット20のヒートシンク30、カバー36等が省略されている。図15に示すように、第8実施形態における灯具ユニット20は、1つの位相変調素子54Sが設けられる点において、光源ごとに位相変調素子が設けられて位相変調素子集合体54が構成される第7実施形態における灯具ユニット20と相違する。以下、第8実施形態における灯具ユニット20の構成について説明する。
 本実施形態において、第1光源52Rは赤色レーザ光を上方に出射し、第2光源52Gは緑色レーザ光を前方に出射し、第3光源52Bは青色レーザ光を前方に出射する。これら赤色レーザ光、緑色レーザ光、及び青色レーザ光は、合成光学系55を経由して位相変調素子54Sに入射する。これら光源52R,52G,52Bは、第2光源52Gから位相変調素子54Sまでの光路長が最も長くなるように、かつ、第3光源52Bから位相変調素子54Sまでの光路長が最も短くなるように、灯室R内に配置される。なお、本実施形態における赤色レーザ光、緑色レーザ光、及び青色レーザ光の全光束数は、第7実施形態と同様に同一とされる。
 図16は、図15に示す位相変調素子54Sを当該位相変調素子54Sに入射する光の入射スポットとともに概略的に示す正面図である。図16に示すように、本実施形態では、位相変調素子54Sまでの光路長が最も長い緑色レーザ光の入射スポットSGが最も小さくされ、位相変調素子54Sまでの光路長が最も短い青色レーザ光の入射スポットSBが最も大きくされる。なお、図16では、入射スポットSR,SG,SBが円で示されているが、入射スポットの外形は非円形でもよく、例えば、楕円でもよい。
 本実施形態の光源52R,52G,52Bは、不図示の制御システムに接続されている。この制御システムは、光源52Rが赤色レーザ光を出射している間は光源52G,52Bからの光を非出射とし、光源52Gが緑色レーザ光を出射している間は光源52R,52Bからの光を非出射とし、光源52Bが青色レーザ光を出射している間は光源52R,52Gからの光を非出射とする。すなわち、本実施形態における車両用前照灯1は、上記制御システムの制御に基づいて、所定の周期で光源52R,52G,52Bからの光の出射を切り替える。
 なお、第7実施形態と同様に、光源52R,52G,52Bから出射したレーザ光は、コリメートレンズ53R,53G,53Bでコリメートされる。
 図15に示すように、コリメートレンズ53Rの上方かつコリメートレンズ53G,53Bの前方には、合成光学系55が設けられている。すなわち、コリメートレンズ53Rの上方かつコリメートレンズ53Gの前方に第1光学素子55fが設けられ、第1光学素子55fの上方かつコリメートレンズ53Bの前方に第2光学素子55sが設けられる。これら光学素子55f,55sは、前後方向及び上下方向において同一方向に略45°傾けて配置される。
 第2光学素子55sの上方には、1つの位相変調素子54Sが設けられている。この位相変調素子54Sは、合成光学系55を通過した赤色レーザ光、緑色レーザ光、及び青色レーザ光が入射可能な位置に配置される。本実施形態における位相変調素子54Sは、例えば反射型のLCOSとされる。この位相変調素子54Sは、前後方向及び上下方向において略45°傾けて配置されており、その傾き方向は光学素子55f,55sと同一方向とされる。
 次に、本実施形態の灯具ユニット20における光の出射について説明する。具体的には、車両用前照灯1からロービームが出射される場合を説明する。
 上述のように、本実施形態における灯具ユニット20は、上記制御システムの制御に基づいて、所定の周期で光源52R,52G,52Bからの光の出射を切り替える。例えば、まず、第1光源52Rから赤色レーザ光が所定時間にわたって出射する。この間、光源52G,52Bからのレーザ光は非出射とされる。この赤色レーザ光は、コリメートレンズ53Rでコリメートされた後、合成光学系55を経由して位相変調素子54Sに入射する。図16に示すように、この赤色レーザ光は、所定の大きさの入射スポットSRで位相変調素子54Sの入射面に入射する。
 位相変調素子54Sに赤色レーザ光が入射すると、この赤色レーザ光は位相変調素子54Sで回折されるとともに反射して、ロービームの配光パターンPLを有する第1の光DLRが前方に出射する。
 所定の時間が経過すると、光源52Rからの光が非出射の状態になり、光源52Rから光が出射する代わりに、光源52Gから緑色レーザ光が所定の時間にわたって出射する。この緑色レーザ光は、コリメートレンズ53Gでコリメートされた後、合成光学系55を経由して、位相変調素子54Sに入射する。上述のように、この緑色レーザ光は、赤色レーザ光の入射スポットSRよりも小さな入射スポットSGで位相変調素子54Sの入射面に入射する。
 位相変調素子54Sに緑色レーザ光が入射すると、この緑色レーザ光は位相変調素子54Sで回折されるとともに反射して、ロービームの配光パターンPLを有する第2の光DLGが前方に出射する。
 さらに所定の時間が経過すると、光源52Gからの光が非出射の状態になり、光源52Gから光が出射する代わりに、光源52Bから青色レーザ光が所定の時間にわたって出射する。この青色レーザ光は、コリメートレンズ53Bでコリメートされた後、合成光学系55を経由して、位相変調素子54Sに入射する。上述のように、この青色レーザ光は、赤色レーザ光の入射スポットSRよりも大きな入射スポットSBで位相変調素子54Sの入射面に入射する。
 位相変調素子54Sに青色レーザ光が入射すると、この青色レーザ光は位相変調素子54Sで回折されるとともに反射して、ロービームの配光パターンPLを有する第3の光DLBが前方に出射する。
 上記制御システムの上記制御により、上記光の出射サイクルが所定の周期で繰り返される。
 このように、制御システムが光源52R,52G,52Bからの光の出射を所定の周期で切り替えることで、光DLR,DLG,DLBが車両用前照灯1から所定の周期で切り替えられて出射する。この周期が人の視覚の時間分解能よりも短い場合、第1の態様としての第3実施形態と同様に、残像効果が生じ、人は異なる色の光があたかも合成されて照射されていると認識し得る。したがって、本実施形態における上記周期を人の時間分解能よりも短くすることで、人は、白色光であるロービームが車両用前照灯1から出射されていると認識し得る。
 前述のように、人の視覚の時間分解能は概ね1/30sであるため、上記周期を1/30s以下とすることが好ましく、1/60s以下とすることがさらに好ましい。なお、上記周期が1/30sよりも大きい場合であっても上記残像効果が生じ得る。例えば、上記周期が1/15sであっても上記残像効果が生じ得る。
 以上のように、本実施形態の車両用前照灯1によれば、赤色レーザ光及び青色レーザ光に比べて位相変調素子集合体54までの光路長が長い緑色レーザ光の入射スポットSGが最も小さくされるため、第7実施形態と同様に、車両の振動などによって緑色レーザ光の入射スポットSGが大きく移動した場合でも、入射スポットSGが位相変調素子54Sからはみ出してしまうことが抑制され得る。したがって、本実施形態の車両用前照灯1によれば、ロービームのような所望の配光パターンが得られ易くなり得る。
 このように照射位置までの光路長に応じて各レーザ光の入射スポットの大きさが相違することによって、入射スポットの大きさを調整する光学系等を設けることなく、スポット径が位相変調素子からはみ出してしまうことが抑制され得、部品点数の増加が抑制され得る。また、本実施形態における車両用前照灯1によれば、光源52R,52G,52Bからのレーザ光が共通の位相変調素子54Sに入射するため、位相変調素子の数を減らして1つにすることができ、部品点数の増加がより効果的に抑制され得る。
(第9実施形態)
 次に、本発明の第3の態様としての第9実施形態について説明する。なお、第7実施形態と同一又は同等の構成要素について、特に説明する場合を除き、同一の参照符号を付して重複する説明を省略する。
 図17は、本発明の第3の態様としての第9実施形態における車両用前照灯1の灯具ユニット20の一部を図13と同様に示す図である。図17に示すように、第9実施形態における灯具ユニット20は、位相変調素子54R,54G,54Bが互いに離間して配置されている点等において第9実施形態における灯具ユニット20と相違する。以下、第9実施形態における灯具ユニット20について説明する。
 図17に示すように、本実施形態における灯具ユニット20の光学系ユニット50は、第1光源52Rと、第2光源52Gと、第3光源52Bと、第1位相変調素子54Rと、第2位相変調素子54Gと、第3位相変調素子54Bと、合成光学系55と、を主な構成として備える。本実施形態において、位相変調素子54R,54G,54Bは、入射する光を反射しつつ回折して出射する反射型の位相変調素子とされ、具体的には、反射型のLCOSとされる。
 第1光源52Rは、所定の全光束数の赤色レーザ光を上方に出射する。第2光源52Gは、赤色レーザ光よりも大きな全光束数の緑色レーザ光を後方に出射する。第3光源52Bは、緑色レーザ光よりも大きな全光束数の青色レーザ光を後方に出射する。つまり、本実施形態では、赤色レーザ光の全光束数が最も小さく、青色レーザ光の全光束数が最も大きくなっている。
 なお、第7実施形態と同様に、光源52R,52G,52Bから出射したレーザ光は、コリメートレンズ53R,53G,53Bでコリメートされる。
 第1位相変調素子54Rは、第1コリメートレンズ53Rの上方に配置されており、前後方向及び上下方向に対して略45°傾斜している。コリメートレンズ53Rでコリメートされた赤色レーザ光は、この第1位相変調素子54Rの入射面に所定の大きさの入射スポットSRで入射する。
 第2位相変調素子54Gは、第2コリメートレンズ53Gの後方に配置されており、前後方向及び上下方向に対して第1位相変調素子54Rとは反対方向に略45°傾斜して配置されている。コリメートレンズ53Gでコリメートされた緑色レーザ光は、上記入射スポットSRよりも大きな入射スポットSGで第2位相変調素子54Gの入射面に入射する。
 第3位相変調素子54Bは、第3コリメートレンズ53Bの後方に配置されており、前後方向及び上下方向に対して第1位相変調素子54Rとは反対方向に略45°傾斜して配置されている。コリメートレンズ53Bでコリメートされた青色レーザ光は、上記入射スポットSGよりも大きな入射スポットSBで第3位相変調素子54Bの入射面に入射する。
 以上のように、本実施形態では、全光束数が最も小さい赤色レーザ光の入射スポットSRが最も小さく、全光束数が最も大きい青色レーザ光の入射スポットSBが最も大きくなっている。
 次に、車両用前照灯1における光の出射について説明する。具体的には、車両用前照灯1からロービームが出射される場合を説明する。
 第1光源52Rから上方に出射した赤色レーザ光は、コリメートレンズ53Rでコリメートされ、所定の大きさの入射スポットSRで第1位相変調素子54Rに入射する。この赤色レーザ光は、第1位相変調素子54Rで回折しつつ反射して、ロービームの配光パターンPLとされた第1の光DLRが前方に出射する。
 第2光源52Gから後方に出射した緑色レーザ光は、コリメートレンズ53Gでコリメートされ、入射スポットSRよりも大きな入射スポットSGで第2位相変調素子54Gに入射する。この緑色レーザ光は、第2位相変調素子54Gで回折しつつ反射して、ロービームの配光パターンPLとされた第2の光DLGが上方に出射する。
 第3光源52Bから後方に出射した青色レーザ光は、コリメートレンズ53Bでコリメートされ、入射スポットSGよりも大きな入射スポットSBで第3位相変調素子54Bに入射する。この青色レーザ光は、第3位相変調素子54Bで回折しつつ反射して、ロービームの配光パターンPLとされた第3の光DLBが上方に出射する。
 第1位相変調素子54Rから出射した第1の光DLRは、第1位相変調素子54Rの前方に配置された合成光学系55の第1光学素子55fを透過する。第2位相変調素子54Gから出射した第2の光DLGは、第2位相変調素子54Gの上方に配置された第1光学素子55fで反射して、当該第1光学素子55fから前方に出射する。こうして、光DLR,DLGからなる第1合成光LS1が前方に伝搬する。
 第1光学素子55fから出射した第1合成光LS1は、第1光学素子55fの前方に配置された合成光学系55の第2光学素子55sを透過する。第3位相変調素子54Bから出射した第3の光DLBは、第3位相変調素子54Bの上方に配置された第2光学素子55sで反射して、当該第2光学素子55sから前方に出射する。こうして、光DLR,DLG,DLBからなる第2合成光LS2が第2光学素子55sから前方に出射する。
 第2合成光を形成する光DLR,DLG,DLBは、上述のように、いずれもロービームの配光パターンを有している。このため、開口36Hから出射する第2合成光LS2が所定の距離だけ前方に伝搬することで、光DLR,DLG,DLBが重なり合い、白色光であるロービームが形成され得る。
 以上のように、本実施形態における車両用前照灯1によれば、全光束数の最も大きな青色レーザ光の入射スポットSBが最も大きくされ、全光束数の最も小さな赤色レーザ光の入射スポットSRが最も小さくされる。このため、位相変調素子54Rに入射する赤色レーザ光の単位面積当たりのエネルギーと、位相変調素子54Gに入射する緑色レーザ光の単位面積当たりのエネルギーと、位相変調素子54Bに入射する青色レーザ光の単位面積当たりのエネルギーとが均等に近くなり得る。そのため、特定の位相変調素子が他の位相変調素子よりも早く劣化してしまうことが抑制され得、長期間にわたって配光パターンの崩れが抑制され得る。したがって、車両用前照灯の耐用期限が短くなることが抑制され得る。
 このように全光束数に応じて各レーザ光の入射スポットの大きさが相違することによって、入射スポットの大きさを調整する光学系を設けることなく、各レーザ光の単位面積当たりのエネルギーを均等にし得、部品点数の増加が抑制され得る。
(第10実施形態)
 次に、本発明の第3の態様としての第10実施形態について説明する。なお、第7実施形態と同一又は同等の構成要素について、特に説明する場合を除き、同一の参照符号を付して重複する説明を省略する。
 本発明の第3の態様としての第10実施形態における車両用前照灯1の灯具ユニット20は、3つの第1光源52Rと、2つの第2光源52Gと、1つの第3光源52Bとを備える点において、光源52R,52G,52Bを1つずつ備える第7実施形態における灯具ユニット20と相違する。
 本実施形態の光源52R,52G,52Bは、縦断面視において図13と視認し得るが、第1光源52Rが前後方向及び上下方向に垂直な奥行方向に沿って3つ配置され、3つの第1光源52Rの上方に第2光源52Gが奥行方向に沿って2つ配置され、2つの第2光源52Gの上方に1つの第3光源52Bが配置されている。なお、本実施形態では、複数の光源のそれぞれから出射する光の各全光束量は概ね同一とされる。
 白色光の明るさ及びホワイトバランスを良好にするためには、例えば、赤色光、緑色光、及び青色光のうち、赤色光の全光束量を最も大きくし、青色光の全光束量を最も小さくすることが好ましい場合がある。このため、本実施形態の灯具ユニット20では、上述のように、赤色光を出射する第1光源52Rを3つ配置して赤色光の全光束量を最も大きくし、緑色光を出射する第2光源52Gを2つ配置して緑色光の全光束量を赤色光の全光束量よりも小さくし、青色光を出射する第3光源52Bを1つ配置して青色光の全光束量を最も小さくしている。
 図18は、本実施形態に係る位相変調素子を当該位相変調素子に入射する光の入射スポットとともに図14と同様の視点で示す正面図である。図18に示すように、本実施形態では、第1光源52Rの数が3つで最も多く、これらの第1光源52Rから出射する赤色光の入射スポットSRのそれぞれが、2つの緑色光の入射スポットSG及び1つの青色光の入射スポットSBに比べて小さくなっている。また、2つの第2光源52Gから出射する緑色光の入射スポットSGのそれぞれが、入射スポットSRよりも小さくなっている。また、第3光源52Bの数が1つで最も少なく、この第3光源52Bから出射する青色光の入射スポットSBが最も大きくなっている。このように、本実施形態では、入射スポットが小さい光ほど、より多数の光源から出射されるようになっている。
 こうすることで、第1位相変調素子54Rを他の位相変調素子54G,54Bに比べて大きくしなくても、より多数の光源52Rから出射する赤色光を漏れなく受光することが可能になり得る。
 このように、入射スポットが小さい光ほど、より多数の光源から出射されることによって、入射スポットの大きさを調整する光学系等を設けることなく、位相変調素子の大型化を抑制しつつ当該位相変調素子で多数の光源から出射する光を漏れなく受光し得、部品点数の増加が抑制され得る。
 なお、本実施形態では、第1光源52Rの数(3つ)が最も多く、第3光源52Bの数(1つ)が最も少ない例を説明したが、入射スポットの大きさが互いに異なる少なくとも2つの光のうち、入射スポットが小さい光ほどより多くの光源から出射されればよい。
 なお、本発明の第3の態様について、第7~第10実施形態を例に説明したが、本発明の第3の態様はこれらに限定されるものではない。
 例えば、第3の態様としての第7及び第8実施形態では、位相変調素子までの光路長が長いレーザ光ほど位相変調素子における入射スポットが小さくされる例を説明したが、これに限られない。例えば、第9実施形態と同様に、全光束数が大きいレーザ光ほど位相変調素子における入射スポットを大きくしてもよい。この場合、第9実施形態と同様に、位相変調素子54Rに入射する赤色レーザ光の単位面積当たりのエネルギーと、位相変調素子54Gに入射する緑色レーザ光の単位面積当たりのエネルギーと、位相変調素子54Bに入射する青色レーザ光の単位面積当たりのエネルギーとが、それぞれ同一に近くなり得る。このため、特定の位相変調素子が他の位相変調素子よりも早く劣化してしまうこと等が抑制され得る。
 また、第3の態様としての第9実施形態では、全光束数の大きなレーザ光ほど位相変調素子における入射スポットが大きくされる例を説明したが、これに限られない。例えば、第7及び第8実施形態と同様に、位相変調素子までの光路長が長いレーザ光ほど位相変調素子における入射スポットが小さくされてもよい。この場合、第9実施形態の車両用前照灯1において、所望の配光パターンが得られ易くなり得る。
 また、第3の態様としての第7~第10実施形態では、第1光源52Rから出射する赤色光の入射スポットSRと、第2光源52Gから出射する緑色光の入射スポットSGと、第3光源52Bから出射する青色光の入射スポットSBとが、すべて相違する例を説明したが、入射スポットSR,SG,SBのうち少なくとも2つの大きさが相違すればよい。ただし、入射スポットSR,SG,SBの大きさがすべて相違する場合、スポット径の大きさをより効果的に調整し得、部品点数の増加がより効果的に抑制し得る。
 また、入射スポットSR,SG,SBの大きさをすべて相違させる場合、例えば、波長の長い光ほど大きく屈折する傾向があることを考慮して、波長の長い光の入射スポットほど小さくしてもよい。例えば、図19に示すように、波長の最も長い赤色光の入射スポットSR、波長が赤色光よりも短い緑色光の入射スポットSG、及び波長が最も短い青色光の入射スポットSBの順にスポットの大きさを大きくし、これら入射スポットSR,SG,SBを同心円にする。赤色光、緑色光、及び青色光は、それぞれ位相変調素子54Sで屈折した後、位相変調素子54Sで反射して位相変調素子54Sから出射する。上述のように、波長の長い光ほど大きく屈折する傾向があるため、位相変調素子54Sから出射する赤色光は位相変調素子54S内で最も大きく屈折しており、位相変調素子54Sから出射する青色光は位相変調素子54S内で最も小さく屈折している。ここで、上述のように、同心円をなす入射スポットSR,SG,SBのうち入射スポットSRが最も小さく、入射スポットSBが最も大きいため、位相変調素子54Sから出射する赤色光、緑色光、及び青色光が所定の距離だけ伝搬することで、赤色光、緑色光、及び青色光のそれぞれの外縁が重なり合い、赤色光、緑色光、及び青色光からなる合成光の外縁における色にじみが抑制され得る。
 また、第3の態様としての第7~第10実施形態では、位相変調素子として反射型のLCOSを用いた例を説明したが、位相変調素子として他のタイプの位相変調素子を用いてもよい。例えば、LCDを用いてもよいし、回折格子を用いてもよいし、GLVを用いてもよい。
 また、第3の態様としての第7~第10実施形態では、車両用灯具としての車両用前照灯1はロービームを照射するものとされたが、第3の態様としての車両用灯具が照射する光はロービームに限定されない。例えば、他の実施形態における車両用灯具は、図5(A)示すように、ロービームと標識認識用の光OHSとを照射するように構成されてもよい。また、他の別の実施形態における車両用灯具は、図5(B)に示すようなハイビームの配光パターンPHの光を照射するように構成されてもよい。また、さらに別の実施形態では、本発明の第3の態様としての車両用灯具を、画像を構成するものとして適用してもよい。このような場合、車両用灯具から出射する光の方向や、該車両における車両用灯具の取り付け位置は特に限定されない。
(第11実施形態)
 次に、本発明の第4の態様としての第10実施形態について説明する。なお、上記第1実施形態と同一又は同様の構成要素については、特に説明する場合を除き、同一の参照符号を付して重複する説明は省略する。
 図20は、本発明の第4の態様としての第11実施形態における灯具ユニット20の一部を示す図であり、灯具ユニット20の上下方向の断面の一部を示す縦断面図である。図13に示すように、本実施形態における灯具ユニット20は、カバー36に替わってケース40を備える点、で主に第1実施形態の灯具ユニット20と主に異なる。また、本実施形態における光学系ユニット50は、位相変調素子集合体54に替わって複数の位相変調素子54R,54G,54Bを備える点、複数の可動部材57R,57G,57Bを更に備える点、導光光学系155に替わって合成光学系55を備える点において、第1実施形態の光学系ユニット50と主に異なる。
 本実施形態では、ヒートシンク30におけるベース板31の上面にはケース40が配置されている。本実施形態のケース40は、例えばアルミニウム等の金属から成る基台41とカバー42とから構成され、基台41がヒートシンク30におけるベース板31の上面に固定される。基台41は、前部から上部に渡って開口が形成された箱状に形成され、上部側の開口を塞ぐようにカバー42が基台41に固定される。ケース40の前部には基台41の前端部とカバー42の前端部とよって規定される開口40Hが形成されている。ケース40の内側の空間には、光学系ユニット50が配置されている。なお、基台41とカバー42の内壁は、黒アルマイト加工等による光吸収性とされることが好ましい。基台41とカバー42の内壁が光吸収性とされることで、意図しない反射や屈折等により基台41の内壁に照射された光が反射して開口40Hから意図しない方向に出射することを抑制することができる。
 図20に示すように、本実施形態における光学系ユニット50は、第1光源52Rと、第2光源52Gと、第3光源52Bと、第1位相変調素子54Rと、第2位相変調素子54Gと、第3位相変調素子54Bと、合成光学系55と、を主な構成として備える。本実施形態において、位相変調素子54R,54G,54Bは、入射する光を反射しつつ回折して出射する反射型の位相変調素子とされ、具体的には、反射型のLCOSとされる。
 本実施形態では、第1光源52Rは、赤色レーザ光を上方に出射し、第2光源52Gは緑色レーザ光を後方に出射し、第3光源52Bは青色レーザ光を後方に出射する。
 第1光源52Rは、基台41に固定された可動部材57Rの可動部に固定されている。この可動部材57Rの可動部は、図示しない制御部に接続されており、当該制御部の制御により、前後方向と、前後方向及び上下方向に垂直な奥行方向との2方向に定期的に移動するようになっている。第2光源52Gは、基台41に固定された可動部材57Gの可動部に固定されている。可動部材57Gの可動部は、図示しない制御部に接続されており、当該制御部の制御により、上下方向及び奥行方向に定期的に移動するようになっている。第3光源52Bは、基台41に固定された可動部材57Bの可動部に固定されている。この可動部材57Bの可動部は、図示しない制御部に接続されており、この制御部の制御により、上下方向及び奥行方向に定期的に移動するようになっている。
 また、第1光源52Rは、基台41に固定された回路基板59Rに電気的に接続されており、この回路基板59Rを介して電力の供給を受ける。第2光源52Gは、基台41に固定された回路基板59Gに電気的に接続されており、この回路基板59Gを介して電力の供給を受ける。第3光源52Bは、基台41に固定された回路基板59Bに電気的に接続されており、この回路基板59Bを介して電力の供給を受ける。
 回路基板59R,59G,59Bのそれぞれは、光源を移動可能に保持する弾性接続部を有している。図21は、このような回路基板59Rの一部を概略的に示す正面図である。なお、回路基板59G,59Bは回路基板59Rと同様の構成を有するため、回路基板59G,59Bの説明を省略する。
 図21に示すように、回路基板59Rには円形孔90が形成されている。この円形孔90を挟んで一方側と他方側とには、導電層94が形成されている。これら導電層94は、板状の導電部材91を介して電気的に接続される。この導電部材91は、円形孔90の外側に位置する1対の平板部92と、円形孔90の内側に位置する1対の弾性接続部93とを有している。円形孔90の一方側に位置する平板部92は、円形孔90の一方側に位置する導電層94に固定されている。円形孔90の他方側に位置する平板部92は、円形孔90の他方側に位置する導電層94に固定されている。
 1対の弾性接続部93は、全体として略円形に形成されており、1対の弾性接続部93によって形成される円の直径は、光源52Rの端子の直径よりも小さくされる。したがって、光源52Rの端子が、弾性接続部93がなす円の内側にはめ込まれることで、光源52Rと弾性接続部93とが電気的に接続されるととともに、光源52Rが弾性接続部93によって可動的に保持される。このような構成により、可動部材57Rの可動部の能動的な移動に伴って光源52Rも移動し得る。
 図20に示すように、第1コリメートレンズ53Rは、第1光源52Rの上方に配置されており、第1光源52Rから出射するレーザ光のファスト軸方向及びスロー軸方向をコリメートする。第2コリメートレンズ53Gは、第2光源52Gの後方に配置されており、第2光源52Gから出射するレーザ光のファスト軸方向及びスロー軸方向をコリメートする。第3コリメートレンズ53Bは、第3光源52Bの後方に配置されており、第3光源52Bから出射するレーザ光のファスト軸方向及びスロー軸方向をコリメートする。これらコリメートレンズ53R,53G,53Bは、それぞれ不図示の構成によりケース40に固定されている。
 第1位相変調素子54Rは、第1コリメートレンズ53Rの上方に配置されており、不図示の構成により基台41に固定されている。また、この第1位相変調素子54Rは、前後方向及び上下方向に対して略45°傾斜して配置されている。したがって、第1コリメートレンズ53Rから出射する赤色レーザ光は、この第1位相変調素子54Rに入射して回折されるとともに、略90°方向転換し、前方に位置する合成光学系55に向けて出射する。
 第2位相変調素子54Gは、第2コリメートレンズ53Gの後方に配置されており、不図示の構成により基台41に固定されている。また、この第2位相変調素子54Gは、前後方向及び上下方向に対して第1位相変調素子54Rとは反対方向に略45°傾斜して配置されている。したがって、第2コリメートレンズ53Gから出射する緑色レーザ光は、この第2位相変調素子54Gに入射して回折されるとともに、略90°方向転換し、上方に位置する合成光学系55に向けて出射する。
 第3位相変調素子54Bは、第3コリメートレンズ53Bの後方に配置されており、不図示の構成により基台41に固定されている。また、この第3位相変調素子54Bは、前後方向及び上下方向に対して第1位相変調素子54Rとは反対方向に略45°に傾斜して配置されている。したがって、第3コリメートレンズ53Bから出射する青色レーザ光は、この第3位相変調素子54Bに入射して回折されるとともに、略90°方向転換し、上方に位置する合成光学系55に向けて出射する。
 合成光学系55は、第1光学素子55fと第2光学素子55sとを有する。第1光学素子55fは、第1位相変調素子54Rの前方かつ第2位相変調素子54Gの上方に配置され、前後方向及び上下方向に対して第1位相変調素子54Rと同一方向に略45°傾いた状態で配置される。この第1光学素子55fは、例えば、ガラス基板上に酸化膜が積層された波長選択フィルタとされ、所定波長よりも長い波長の光を透過し、該所定波長よりも短い波長の光を反射するように上記酸化膜の種類や厚みが調整される。本実施形態において、第1光学素子55fは、第1光源52Rから出射する波長638nmの赤色光を透過し、第2光源52Gから出射する波長515nmの緑色光を反射するように構成される。
 第2光学素子55sは、第1光学素子55fの前方かつ第3位相変調素子54Bの上方に配置され、前後方向及び上下方向に対して第1位相変調素子54Rと同一方向に略45°傾いた状態で配置される。この第2光学素子55sは、第1光学素子と同様に、波長選択フィルタとされる。本実施形態において、第2光学素子55sは、第1光源52Rから出射する波長638nmの赤色光及び第2光源52Gから出射する波長515nmの緑色光を透過し、第3光源52Bから出射する波長445nmの青色光を反射するように構成される。
 次に、上記第1位相変調素子54R、第2位相変調素子54G、及び第3位相変調素子54Bの構成について詳細に説明する。
 本実施形態では、位相変調素子54R,54G,54Bは同様の構成とされる。このため、以下では第1位相変調素子54Rについてのみ詳細に説明し、第2位相変調素子54G及び第3位相変調素子54Bについては説明を適宜省略する。
 本実施形態の第1位相変調素子54Rは、第1実施形態の第1位相変調素子54Rと同様の構成とされる。しかし、第1位相変調素子54Rの正面視の外形は、第1実施形態の第1位相変調素子54Rの正面視の外形と異なる。図22は、本実施形態の第1位相変調素子54Rを概略的に示す正面図である。図22に示すように、第1位相変調素子54Rは、正面視において略長方形に形成されている。この第1位相変調素子54Rは、第1実施形態の第1位相変調素子54Rと同様に、マトリックス状に区分けされた複数の変調部MPから構成され、変調部MPのそれぞれは、マトリックス状に配置された複数のドットを含んでいる。なお、図22において実線で示した円及び破線で示した円は、第1位相変調素子54Rの入射面に入射する赤色レーザ光の入射スポットSRを示している。この入射スポットについては、後に詳細に説明する。
 第1位相変調素子54Rと同様に、第2位相変調素子54G及び第3位相変調素子54Bは、それぞれマトリックス状に区分けされた複数の変調部MPから構成され、変調部MPのそれぞれは、マトリックス状に配置された複数のドットを含んでいる。
 本実施形態では、第1位相変調素子54Rの変調部MPのそれぞれは、赤色レーザ光に対応した同一の位相変調パターンを有している。この位相変調パターンは出射する光の配光パターンの形状が図5(A)に示すロービームの配光パターンPLと同一の形状となるような位相変調パターンとされる。また、第2位相変調素子54Gの変調部MPのそれぞれは、緑色レーザ光に対応した同一の位相変調パターンを有している。この位相変調パターンは出射する光の配光パターンの形状がロービームの配光パターンPLと同一の形状となるような位相変調パターンとされる。また、第3位相変調素子54Bの変調部MPのそれぞれは、青色レーザ光に対応した同一の位相変調パターンを有している。この位相変調パターンは出射する光の配光パターンの形状がロービームの配光パターンPLと同一の形状となるような位相変調パターンとされる。このため、位相変調素子54R,54G,54Bから出射する光の配光パターンの形状は、ロービームの配光パターンの形状と概ね同一の形状とされる。
 次に、車両用前照灯1における光の出射について説明する。本実施形態では、車両用前照灯1からロービームが出射される場合を説明する。
 不図示の電源から回路基板59Rを介して第1光源52Rに電力が供給されると、第1光源52Rによって赤色レーザ光が生成され、この赤色レーザ光が上方に出射する。上述のように、この第1光源52Rは、可動部材57Rに固定されており、この可動部材57Rは定期的に前後方向及び奥行方向に移動する。このため、第1光源52Rから出射する赤色レーザ光も、定期的に前後方向及び奥行方向に移動する。このような赤色レーザ光が、上方に配置された第1コリメートレンズ53Rでコリメートされ、位相変調素子54Rに入射する。
 不図示の電源から回路基板59Gを介して第2光源52Gに電力が供給されると、第2光源52Gによって緑色レーザ光が生成され、この緑色レーザ光が後方に出射する。上述のように、この第2光源52Gは、可動部材57Gに固定されており、この可動部材57Gは定期的に上下方向及び奥行方向に移動する。このため、第2光源52Gから出射する緑色レーザ光も、定期的に上下方向及び奥行方向に移動する。このような緑色レーザ光が、後方に配置された第2コリメートレンズ53Gでコリメートされ、位相変調素子54Gに入射する。
 不図示の電源から回路基板59Bを介して第3光源52Bに電力が供給されると、第3光源52Bによって青色レーザ光が生成され、この青色レーザ光が後方に出射する。上述のように、この第3光源52Bは、可動部材57Bに固定されており、この可動部材57Bは定期的に上下方向及び奥行方向に移動する。このため、第3光源52Bから出射する青色レーザ光も、定期的に上下方向及び奥行方向に移動する。このような青色レーザ光が、後方に配置された第3コリメートレンズ53Bでコリメートされ、位相変調素子54Bに入射する。
 位相変調素子54Rに入射した赤色レーザ光は、この位相変調素子54Rで反射して位相変調素子54Rから前方に出射する。上述のように、可動部材57Rは2方向に定期的に移動する。このため、図22に示すように、赤色レーザ光の入射スポットSRは、位相変調素子54Rの入射面上を2方向に定期的に移動する。このように、可動部材57Rは、入射スポットSRを位相変調素子54Rに対して相対移動させるスポット移動部として機能する。なお、図22における実線の円は入射スポットSRの移動前の位置を示しており、4つの破線の円は移動後の入射スポットSRの位置を示している。
 図22に示すように、入射スポットSRには、位相変調素子54Rの入射面における入射スポットSRの位置によらず、変調部MPRが少なくとも1つ含まれる。このため、位相変調素子54Rから出射する赤色レーザ光の配光パターンは、入射スポットSRの相対移動の前後及び相対移動中に関わらず同一とされる。こうして、位相変調素子54Rからは、所定の配光パターンとされた赤色レーザ光が前方に出射する。以下、位相変調素子54Rから出射する赤色レーザ光を第1の光DLRという。上述のように、第1の光DLRの配光パターンの形状はロービームの配光パターンPLと概ね同一の形状とされる。なお、本実施形態において、位相変調素子54Rの入射面における入射スポットSRの移動距離は、入射スポットSRの直径以上とされる。なお、図22では、入射スポットが円で示されているが、入射スポットの外形は円に限定されず、例えば、楕円であってもよい。
 位相変調素子54Gに入射した緑色レーザ光は、この位相変調素子54Gで反射して位相変調素子54Gから上方に出射する。上述のように、可動部材57Gは2方向に定期的に移動する。このため、緑色レーザ光の入射スポットは、位相変調素子54Gの入射面上を2方向に定期的に移動する。このように、可動部材57Gは、緑色レーザ光の入射スポットを位相変調素子54Gに対して相対移動させるスポット移動部として機能する。
 赤色レーザ光の入射スポットSRと同様に、緑色レーザ光の入射スポットには変調部MPが少なくとも1つ含まれる。このため、位相変調素子54Gから出射する緑色レーザ光の配光パターンは、緑色レーザ光の入射スポットの相対移動の前後及び相対移動中に関わらず同一とされる。こうして、位相変調素子54Gからは、所定の配光パターンとされた緑色光が上方に出射する。以下、位相変調素子54Gから出射する緑色光を第2の光DLGという。上述のように、第2の光DLGの配光パターンの形状はロービームの配光パターンと同一の形状とされる。なお、本実施形態において、位相変調素子54Gの入射面における緑色レーザ光の入射スポットの移動距離は、当該入射スポットの直径以上とされる。
 位相変調素子54Bに入射した青色レーザ光は、この位相変調素子54Bで反射して位相変調素子54Bから上方に出射する。上述のように、可動部材57Bは2方向に定期的に移動する。このため、青色レーザ光の入射スポットは、位相変調素子54Bの入射面上を2方向に定期的に移動する。このように、可動部材57Bは、青色レーザ光の入射スポットを位相変調素子54Gに対して相対移動させるスポット移動部として機能する。
 赤色レーザ光の入射スポットSRと同様に、青色レーザ光の入射スポットには変調部MPが少なくとも1つ含まれる。このため、位相変調素子54Bから出射する青色レーザ光の配光パターンは、青色レーザ光の入射スポットの相対移動の前後及び相対移動中に関わらず同一とされる。こうして、位相変調素子54Bからは、所定の配光パターンとされた青色光が上方に出射する。以下、位相変調素子54Bから出射する青色光を第3の光DLBという。上述のように、第3の光DLBの配光パターンの形状はロービームの配光パターンと同一の形状とされる。なお、本実施形態において、位相変調素子54Bの入射面における青色レーザ光の入射スポットの移動距離は、当該入射スポットの直径以上とされる。
 第1位相変調素子54Rの前方には、合成光学系55の第1光学素子55fが配置されている。上述のように、この第1光学素子55fは、赤色の光を透過するように構成されている。したがって、第1位相変調素子から出射する第1の光DLRは、第1光学素子55fを透過して前方に伝搬していく。また、第2位相変調素子54Gの上方には、第1光学素子55fが配置されている。上述のように、この第1光学素子55fは、緑色の光を反射するように構成されており、前後方向及び上下方向に対して略45°傾いているため、第2位相変調素子54Gから出射する第2の光DLGは、第1光学素子55fで反射して、前方に伝搬していく。すなわち、第1の光DLRと第2の光DLGとからなる第1合成光LS1が第2光学素子55sに向かって伝搬していく。
 第1光学素子55fの前方には、合成光学系55の第2光学素子55sが配置されている。上述のように、第2光学素子55sは、赤色の光及び緑色の光を透過するように構成されている。したがって、第1合成光LS1は第2光学素子55sを透過する。また、第3位相変調素子54Bの上方には、第2光学素子55sが配置されている。上述のように、第2光学素子55sは、青色の光を反射するように構成されており、前後方向及び上下方向に対して略45°傾いているため、第3位相変調素子54Bから出射する第3の光DLBは、第2光学素子55sで反射して前方に伝搬していく。すなわち、第1の光DLR、第2の光DLG、及び第3の光DLBからなる第2合成光LS2が、ケース40の開口40Hに向かって伝搬していき、開口40Hから外部に出射する。
 第2合成光を形成する光DLR,DLG,DLBは、上述のように、いずれもロービームの形状とされる配光パターンを有している。このため、開口40Hから出射する第2合成光LS2が所定の距離だけ前方に伝搬することで、光DLR,DLG,DLBが重なり合い、図5(A)に示すような白色光であるロービームの配光パターンPLが形成され得る。
 ここで、前述の特許文献1に記載の車両用灯具における位相変調素子において、光が特定の領域に集中して入射すると、当該領域が高温となって位相変調素子の特性が変化し、所望の配光パターンが形成されなくなる懸念がある。
 そこで、第4の態様としての本実施形態の車両用前照灯1は、光源52R,52G,52Bと、位相変調素子54R,54G,54Bと、スポット移動部としての可動部材57R,57G,57Bとを備える。光源52R,52G,52Bは、所定の波長の光を出射する。位相変調素子54R,54G,54Bは、光源52R,52G,52Bから出射する光を回折することにより、光を所定の配光パターンとする。可動部材57R,57G,57Bは、位相変調素子54R,54G,54Bにおける光の入射スポットを当該位相変調素子54R,54G,54Bに対して相対移動させる。位相変調素子54R,54G,54Bは、配光パターンを形成する変調部MPに区分けされており、入射スポット内に少なくとも1つの変調部MPが含まれる。このため、本実施形態における車両用前照灯1によれば、入射スポットが移動した場合でも、同一の配光パターンが形成され得る。また、本実施形態における車両用前照灯1によれば、入射スポットが位相変調素子54R,54G,54Bに対して相対移動するため、位相変調素子54R,54G,54Bの特定の領域に光が集中して入射することが抑制され得、当該特定の領域が高温化することが抑制され得る。したがって、所定の配光パターンが形成されにくい領域が生じることが抑制され、所望の配光パターンが得られ易くなる。
 また、上述のように、第4の態様としての本実施形態における車両用前照灯1によれば、赤色レーザ光の入射スポットが位相変調素子54Rの入射面を移動する距離が、当該入射スポットの直径以上とされる。同様に、緑色レーザ光の入射スポットが位相変調素子54Gの入射面を移動する距離が、当該入射スポットの直径以上とされる。また、同様に、青色レーザ光の入射スポットが位相変調素子54Bの入射面を移動する距離が、当該入射スポットの直径以上とされる。このため、図22に示すように、移動後の入射スポットと移動前の入射スポットとが重なることが抑制され得、位相変調素子54R,54G,54Bの特定の領域が高温化することが効果的に抑制され得る。
 また、上述のように、第4の態様としての本実施形態における車両用前照灯1によれば、赤色レーザ光の入射スポット、緑色レーザ光の入射スポット、及び青色レーザ光の入射スポットがそれぞれ定期的に移動する。このため、位相変調素子54R,54G,54Bの特定の領域に長時間にわたって光が入射することが効果的に抑制され得、位相変調素子54R,54G,54Bの特定の領域が高温化することがより抑制され得る。なお、入射スポットを移動させる周期は、位相変調素子54R,54G,54Bの耐熱性などを考慮して適宜変更し得る。例えば、入射スポットが1秒周期で2方向に移動するようにしてもよいし、この周期を1分周期としてもよい。
 また、上述のように、第4の態様としての本実施形態における車両用前照灯1によれば、スポット移動機構である可動部材57R,57G,57Bによって入射スポットが2方向に移動する。このため、入射スポットが1方向にのみ移動する場合に比べて、入射スポットが位相変調素子の入射面をより広範囲に移動し得る。このため、特定の領域が高温化することが効果的に抑制され得る。ただし、入射スポットが1方向にのみ移動してもよい。また、入射スポットが3以上の方向に移動してもよい。入射スポットが3以上の方向に移動する場合、入射スポットが2方向に移動する場合に比べて、位相変調素子の入射面をより広範囲に移動し得る。このため、特定の領域が高温化することがより効果的に抑制され得る。
 また、上述のように、第4の態様としての本実施形態における車両用前照灯1によれば、光源52R,52G,52Bが回路基板59B,59G,59Bの弾性接続部93に保持されるため、光源52R,52G,52Bのみを移動させることが可能である。
 また、上述のように、本実施形態における車両用前照灯1によれば、光源52R,52G,52Bごとに位相変調素子54R,54G,54Bが設けられる。すなわち、光源52R,52G,52Bと1対1対応で位相変調素子54R,54G,54Bが設けられるため、光源ごとに配光パターンを調整することが容易になり得る。
(第12実施形態)
 次に、本発明の第4の態様としての第12実施形態について説明する。なお、第11実施形態と同一又は同等の構成要素について、特に説明する場合を除き、同一の参照符号を付して重複する説明を省略する。
 図23は、本発明の第4の態様としての第12実施形態における車両用前照灯1の灯具ユニット20の一部を図20と同様に示す図である。図23に示すように、本実施形態における灯具ユニット20は、光源52R,52G,52Bが弾性部材を介してケース40の基台41に取り付けられている点において、第11実施形態における灯具ユニット20と相違する。具体的には、第1光源52Rは、1対の弾性部材157Rを介して基台41に取り付けられており、第2光源52Gは、1対の弾性部材157Gを介して基台41に取り付けられており、第3光源52Bは、1対の弾性部材157Bを介して基台41に取り付けられている。なお、これらの弾性部材157R,157G,157Bは、例えばバネであってもよい。
 このような構成によれば、光源52R,52G,52Bが弾性部材157R,157G,157Bを介して基台41に取り付けられているため、車両の走行中の振動に伴って光源52R,52G,52Bが受動的に振動する。このため、光源52R,52G,52Bの振動に伴って、上記入射スポットが位相変調素子54R,54G,54Bに対して相対移動する。したがって、第11実施形態と同様に、位相変調素子の特定の領域に光が集中して入射することが抑制され、所望の配光パターンが得られ易くなる。
(第13実施形態)
 次に、本発明の第4の態様としての第13実施形態について説明する。なお、第11実施形態と同一又は同等の構成要素について、特に説明する場合を除き、同一の参照符号を付して重複する説明を省略する。
 図24は、本発明の第4の態様としての第13実施形態における車両用前照灯1の灯具ユニット20の一部を図20と同様に示す図である。なお、図24では、理解を容易にするために、ケース40の一部が省略されて示されている。図24に示すように、第13実施形態における灯具ユニット20は、光学系ユニット50の位相変調素子の数が1つである点において、光学系ユニット50の位相変調素子の数が3つである第11及び第12実施形態における灯具ユニット20と相違する。以下、第13実施形態における灯具ユニット20の構成について説明する。
 本実施形態において、第1光源52Rは赤色レーザ光を上方に出射するように配置され、第2光源52Gは緑色レーザ光を後方に出射するように配置され、第3光源52Bは青色レーザ光を後方に出射するように配置される。
 第1光源52Rは、基台41に固定された可動部材57Rの可動部に固定されている。本実施形態において、この可動部材57Rの可動部は、前後方向及び奥行方向に定期的に移動する。また、第1光源52Rは、第1実施形態と同様に、回路基板59Rの弾性接続部に保持されている。このため、光源52Rは、可動部材57Rの可動部の移動に伴って前後方向及び奥行方向に移動し得る。
 第2光源52Gは、基台41に固定された可動部材57Gの可動部に固定されている。本実施形態において、この可動部材57Gの可動部は、上下方向及び奥行方向に定期的に移動する。また、第2光源52Gは、第1実施形態と同様に、回路基板59Gの弾性接続部に保持されている。このため、光源52Gは、可動部材57Gの可動部の移動に伴って上下方向及び奥行方向に移動し得る。
 第3光源52Bは、基台41に固定された可動部材57Bの可動部に固定されている。本実施形態において、この可動部材57Bの可動部は、上下方向及び奥行方向に定期的に移動する。また、第3光源52Bは、第1実施形態と同様に、回路基板59Bの弾性接続部に保持されている。このため、光源52Bは、可動部材57Bの可動部の移動に伴って上下方向及び奥行方向に移動し得る。
 上記回路基板59R,59G,59Bは、不図示の制御部に接続されている。この制御部は、光源52Rが赤色レーザ光を出射している間は光源52G,52Bからの光を非出射とし、光源52Gが緑色レーザ光を出射している間は光源52R,52Bからの光を非出射とし、光源52Bが青色レーザ光を出射している間は光源52R,52Gからの光を非出射とする。すなわち、本実施形態において、光源52Rからの赤色レーザ光、光源52Gから緑色レーザ光、及び光源52Bからの青色レーザ光は、上記制御部の制御に基づいて、所定の周期で切り替えられて出射する。
 なお、第1及び第2実施形態と同様に、光源52R,52G,52Bから出射したレーザ光は、コリメートレンズ53R,53G,53Bでコリメートされる。
 コリメートレンズ53Rの上方かつコリメートレンズ53G,53Bの後方には、合成光学系55が設けられている。すなわち、コリメートレンズ53Rの上方かつコリメートレンズ53Gの後方に第1光学素子55fが設けられ、第1光学素子55fの上方かつコリメートレンズ53Bの後方に第2光学素子55sが設けられる。これら光学素子55f,55sは、前後方向及び上下方向において略45°傾いて配置される。
 第2光学素子55sの上方には、1つの位相変調素子54Sが設けられている。この位相変調素子54Sは、合成光学系55を通過した赤色レーザ光、緑色レーザ光、及び青色レーザ光が入射可能な位置に配置される。本実施形態における位相変調素子54Sは、例えば反射型のLCOSとされる。この位相変調素子54Sは、前後方向及び上下方向において略45°傾いて配置されており、その傾き方向は光学素子55f,55sと反対方向とされる。
 位相変調素子54Sは、第11及び第12実施形態と同様に、複数の変調部に区分けされており、各変調部から、ロービームの配光パターンと概ね同一の形状を有する配光パターンが形成され得る。本実施形態において、赤色レーザ光、緑色レーザ光、及び青色レーザ光のそれぞれの入射スポット内には、少なくとも1つの変調部の全領域が含まれる。
 次に、本実施形態の灯具ユニット20における光の出射について説明する。
 上述のように、光源52Rからの赤色レーザ光、光源52Gから緑色レーザ光、及び光源52Bからの青色レーザ光は、所定の周期で切り替えられて出射する。例えば、まず、第1光源52Rから赤色レーザ光が所定時間にわたって出射する。なお、赤色レーザ光を出射する第1光源52Rが複数設けられている場合、複数の第1光源52Rから赤色レーザ光が所定時間にわたって出射する。この間、光源52G,52Bからのレーザ光は非出射とされる。この赤色レーザ光は、コリメートレンズ53Rでコリメートされた後、合成光学系55を透過して位相変調素子54Sに入射する。上述のように、第1光源52Rは2方向に移動するため、赤色レーザ光の入射スポットも位相変調素子54Sの入射面上を2方向に移動する。
 上述のように、赤色レーザ光の入射スポット内には少なくとも1つの変調部が含まれるため、位相変調素子54Sからは、ロービームの配光パターンと概ね同一形状の配光パターンを有する第1の光DLRが前方に出射する。
 所定の時間が経過すると、光源52Rからの光が非出射の状態になり、光源52Gから緑色レーザ光が所定の時間にわたって出射する。なお、緑色レーザ光を出射する第2光源52Gが複数設けられている場合、複数の第2光源52Gから緑色レーザ光が所定時間にわたって出射する。この緑色レーザ光は、コリメートレンズ53Gでコリメートされた後、合成光学系55を透過して位相変調素子54Sに入射する。上述のように、第1光源52Rは2方向に移動するため、緑色レーザ光の入射スポットも位相変調素子54Sの入射面上を2方向に移動する。
 上述のように、緑色レーザ光の入射スポット内には少なくとも1つの変調部が含まれるため、位相変調素子54Sからは、ロービームの配光パターンと概ね同一形状の配光パターンを有する第2の光DLGが前方に出射する。
 さらに所定の時間が経過すると、光源52Gからの赤色レーザ光が非出射の状態になり、光源52Bから青色レーザ光が所定の時間にわたって出射する。なお、青色レーザ光を出射する第3光源52Bが複数設けられている場合、複数の第3光源52Bから青色レーザ光が所定時間にわたって出射する。この青色レーザ光は、コリメートレンズ53Bでコリメートされた後、合成光学系55を透過して、位相変調素子54Sに入射する。上述のように、第3光源52Bは2方向に移動するため、青色レーザ光の入射スポットも位相変調素子54Sの入射面上を2方向に移動する。
 上述のように、青色レーザ光の入射スポット内には少なくとも1つの変調部が含まれるため、位相変調素子54Sからは、ロービームの配光パターンと概ね同一形状の配光パターンを有する第3の光DLBが前方に出射する。
 以上のような光の出射サイクルが所定の周期で繰り返される。前述のように、この出射サイクルの周期が人の視覚の時間分解能よりも短い場合、残像効果が生じ、人は異なる色の光があたかも合成されて照射されていると認識し得る。したがって、上記周期を人の時間分解能よりも短くすることで、人は、赤色光である光DLR、緑色光である光DLG、及び青色光であるDLBが合成された白色光が灯具ユニット20から出射されていると認識し得る。
 なお、前述のように、人の視覚の時間分解能は概ね1/30sであるため、上記周期を1/30s以下とすることが好ましく、1/60s以下とすることがさらに好ましい。なお、上記周期が1/30sよりも大きい場合であっても上記残像効果が生じ得る。例えば、上記周期が1/15sであっても上記残像効果が生じ得る。
 本実施形態における車両用前照灯1によれば、第11及び第12実施形態と同様に、入射スポットが位相変調素子の入射面において移動するため、位相変調素子の特定の領域に光が集中して入射することが抑制され得、ロービームのような所望の配光パターンが得られ易くなる。
 また、本実施形態における車両用前照灯1によれば、位相変調素子が光源ごとに設けられる第11及び第12実施形態と異なり、光学系ユニット50を構成する位相変調素子の数を減らして1つにすることができるため、部品点数を削減し得、コストダウンを図り得る。
 なお、本実施形態では、光源52R,52G,52Bが光の出射を切り替える例を説明したが、光源52R,52G,52Bのうち少なくとも2つが所定の周期で光の出射を切り替えてもよい。例えば、光源52R,52Gのみが所定の周期で光の出射を切り替えるように第13実施形態を変形してもよい。この変形例では、光源52R,52Gからの赤色レーザ光及び緑色レーザ光を受光する位相変調素子と、光源52Bからの青色レーザ光を受光する位相変調素子54Bとの2つの位相変調素子から光学系ユニット50を構成し得る。すなわち、この変形例においても、第11及び第12実施形態に比べて位相変調素子の数を削減し得る。
 なお、本発明の第4の態様について、第11~第13実施形態を例に説明したが、本発明の第4の態様はこれらに限定されるものではない。
 例えば、第4の態様としての第11~第13実施形態では、位相変調素子を基台に固定して光源を移動させることで、入射スポットを位相変調素子の入射面上で移動させる例を説明した。しかし、光源をケース40に固定して当該光源に対して位相変調素子を移動させてもよい。すなわち、位相変調素子を移動させるスポット移動部を構成してもよい。ただし、光源は位相変調素子に比べて軽い傾向があるため、第11~第13実施形態のように光源を移動させるスポット移動部を構成することで、入射スポットを位相変調素子の入射面上で移動させることがより容易になり得る。
 また、第4の態様としての第11~第13実施形態では、位相変調素子としてLCOSを用いた例を説明したが、位相変調素子として回折格子を用いてもよい。ただし、LCOSは、上述のように、液晶分子の配向パターンを変化させることで液晶層に屈折率差を生じさせる位相変調素子である。このようなLCOSにおいて、特定の領域の温度が上昇すると、その領域における配向パターンの変化が大きくなるため、所望の配光パターンが得られにくくなる懸念が大きい。しかし、第11~第13実施形態によれば、LCOSの特定の領域に光が集中して入射することが抑制され、配光パターンの変化が大きくなることが効果的に抑制されるため、所望の配光パターンが得られ易くなる。また、位相変調素子としてGLVを用いてもよい。
 また、第4の態様としての第11~第13実施形態では、位相変調素子が反射型である例を説明したが、位相変調素子を透過型としてもよい。
 また、第4の態様としての第11~第13実施形態では、入射スポットの移動距離が当該入射スポットの直径以上である例を説明したが、入射スポットの移動距離が当該入射スポットの直径よりも小さくてもよい。例えば、入射スポットが相対移動する距離が入射スポットの半径以上であってもよい。入射スポットにおける光のパワー分布は一般的に一様でなく、例えば、入射スポットの中心領域等の所定の領域がパワーのピーク領域となる傾向がある。このピーク領域の大きさを考慮すると、入射スポットが位相変調素子に対して相対移動する距離が当該入射スポットの半径以上であれば、上記相対移動の前後において上記ピーク領域が重なり合うことが抑制され得、位相変調素子の特定の領域が高温化することが効果的に抑制され得る。ただし、入射スポットの移動距離が当該入射スポットの直径よりも小さい場合、移動前の入射スポットと移動後の入射スポットとが重なる領域が生じ得、この領域において温度上昇が大きくなるおそれがある。このため、入射スポットの移動距離は当該入射スポットの直径以上であることがより好ましい。
 また、第4の態様としての第11~第13実施形態では、入射スポットが定期的に移動する例を説明したが、入射スポットが不定期に移動してもよい。ただし、入射スポットが不定期に移動する場合、入射スポットが同一の領域に留まっている期間が長くなり得、この領域において温度上昇が大きくなるおそれがある。このため、入射スポットが定期的に移動することが好ましい。
 また、第4の態様としての第11~第13実施形態では、車両用灯具としての車両用前照灯が3つの光源52R,52G,52Bを備える例を説明したが、この車両用灯具は、光源と、この光源からの光を受光する位相変調素子とを1つずつ備えていればよい。ただし、第11~第13実施形態のように、車両用灯具が、互いに異なる波長の光を出射する光源を複数備えることで、白色光のような所望の色の光を生成し得る。
 また、第4の態様としての第11~第13実施形態では、車両用灯具としての車両用前照灯1はロービームを照射するものとされたが、第4の態様としての車両用灯具が照射する光はロービームに限定されない。例えば、他の実施形態における車両用灯具は、図5(A)に示すように、ロービームと標識認識用の光OHSとを照射するように構成されてもよい。また、他の別の実施形態における車両用灯具は、図5(B)に示すようなハイビームの配光パターンPHの光を照射するように構成されてもよい。また、さらに別の実施形態では、本発明における車両用灯具を、画像を構成するものとして適用してもよい。このような場合、車両用灯具から出射する光の方向や、該車両における車両用灯具の取り付け位置は特に限定されない。
 本発明の第1の態様によれば、エネルギー効率の低下を抑制しつつ所定の配光パターンを形成し得る車両用灯具が提供され、本発明の第2の態様によれば、エネルギー効率の低下を抑制しつつ大型化を抑制し得る車両用灯具が提供され、本発明の第3の態様によれば、部品点数の増加が抑制され得る車両用灯具が提供され、本発明の第3の態様によれば、所望の配光パターンが得られ易い車両用灯具を提供され、自動車等の車両用灯具の分野において利用可能である。
1・・・車両用前照灯(車両用灯具)
10・・・筐体
20・・・灯具ユニット
50・・・光学系ユニット
52R・・・第1光源
52G・・・第2光源
52B・・・第3光源
54・・・位相変調素子集合体
54R・・・第1位相変調素子
54G・・・第2位相変調素子
54B・・・第3位相変調素子
54S・・・位相変調素子
55・・・合成光学系
57R,57G,57B・・・可動部材(スポット移動部)
59R,59G,59B・・・回路基板
93・・・弾性接続部
155・・・導光光学系
157R,157G,157G・・・弾性部材
EF,EFR,EFG,EFB・・・入射面
LAR,LAG,LAB・・・長軸
MPR,MPG,MPB,MP・・・変調部
SR,SG,SB・・・入射スポット
H54・・・位相変調素子の縦方向の幅
WR・・・第1位相変調素子の横方向の幅
WG・・・第2位相変調素子の横方向の幅
WB・・・第3位相変調素子の横方向の幅
WS・・・位相変調素子の横方向の幅

 

Claims (30)

  1.  光を出射する光源と、
     前記光源からの前記光を回折することにより前記光を所定の配光パターンとする複数の変調部を有する位相変調素子と、
    を備え、
     前記位相変調素子における前記光が入射する入射面の鉛直方向の幅は、当該入射面の水平方向の幅よりも大とされ、
     前記位相変調素子における前記光の入射スポットの大きさは、少なくとも1つの前記変調部を含むことができる大きさとされ、
     複数の前記変調部の少なくとも一部は、前記鉛直方向に並列される
    ことを特徴とする車両用灯具。
  2.  前記入射スポットは他の方向よりも特定の方向に長尺な形状とされ、
     前記特定の方向と前記水平方向とが非平行とされる
    ことを特徴とする請求項1に記載の車両用灯具。
  3.  前記入射スポットは他の方向よりも特定の方向に長尺な形状とされ、
     前記特定の方向と前記鉛直方向とが非平行とされる
    ことを特徴とする請求項1に記載の車両用灯具。
  4.  複数の前記変調部は、前記鉛直方向及び前記水平方向に並列され、前記鉛直方向に並列される前記変調部の数は、前記水平方向に並列される前記変調部の数よりも多い
    ことを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の車両用灯具。
  5.  前記光源を複数有し、
     前記位相変調素子は複数の前記光源ごとに設けられ、
     複数の前記位相変調素子のうち対応する前記光源との光路長が最大となる前記位相変調素子における前記入射スポットの前記鉛直方向における幅は、他の前記位相変調素子における前記入射スポットの前記鉛直方向における幅のうち最大の幅以下とされる
    ことを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の車両用灯具。
  6.  前記光源を複数有し、
     前記位相変調素子は複数の前記光源ごとに設けられ、
     少なくとも1つの前記位相変調素子は、少なくとも1つの他の前記位相変調素子に接続されて当該他の位相変調素子と一体に形成される
    ことを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の車両用灯具。
  7.  光を出射する光源と、
     前記光源からの前記光を回折することにより前記光を所定の配光パターンとする少なくとも1つの変調部を有する位相変調素子と、
    を備え、
     前記位相変調素子における前記光が入射する入射面、及び当該位相変調素子における前記光の入射スポットは、他の方向よりも所定の方向に長尺な形状とされ、
     前記入射スポットの大きさは、少なくとも1つの前記変調部を含むことができる大きさとされ、
     前記位相変調素子の前記入射面の長手方向と前記入射スポットの長手方向とが非垂直とされる
    ことを特徴とする車両用灯具。
  8.  前記位相変調素子の前記入射面の長手方向と前記入射スポットの長手方向とが平行とされる
    ことを特徴とする請求項7に記載の車両用灯具。
  9.  前記位相変調素子の前記入射面の長手方向は水平方向とされる
    ことを特徴とする請求項7または8に記載の車両用灯具。
  10.  前記光源を複数有し、
     前記位相変調素子は複数の前記光源ごとに設けられ、
     少なくとも1つの前記位相変調素子は、少なくとも1つの他の前記位相変調素子に接続されて当該他の位相変調素子と一体に形成される
    ことを特徴とする請求項7から9のいずれか1項に記載の車両用灯具。
  11.  前記光源を複数有し、
     前記位相変調素子は複数の前記光源ごとに設けられ、
     少なくとも2つの前記位相変調素子は、特定の方向に隣接して並列され、
     前記少なくとも2つの位相変調素子の前記入射面のそれぞれの長手方向と前記特定の方向とは平行とされる
    ことを特徴とする請求項7から9のいずれか1項に記載の車両用灯具。
  12.  互いに波長の異なる光を出射する複数の光源と、
     前記複数の光源のそれぞれから出射する前記光を回折することにより、複数の前記光をそれぞれ所定の配光パターンとする少なくとも1つの位相変調素子と、
    を備え、
     波長の異なる少なくとも2つの前記光の前記位相変調素子における入射スポットの大きさが互いに異なる
    ことを特徴とする車両用灯具。
  13.  複数の前記光の前記入射スポットの大きさがすべて異なる
    ことを特徴とする請求項12に記載の車両用灯具。
  14.  少なくとも2つの前記光が共通の前記位相変調素子に入射する
    ことを特徴とする請求項12又は13に記載の車両用灯具。
  15.  前記位相変調素子はLCOS(Liquid Crystal On Silicon)とされる
    ことを特徴とする請求項12から14のいずれか1項に記載の車両用灯具。
  16.  前記入射スポットの大きさが互いに異なる少なくとも2つの前記光のうち全光束数が多い光ほど前記入射スポットが大きくされる
    ことを特徴とする請求項12から15のいずれか1項に記載の車両用灯具。
  17.  前記入射スポットの大きさが互いに異なる少なくとも2つの前記光のうち、前記位相変調素子までの光路長が長い光ほど前記入射スポットが小さくされる
    ことを特徴とする請求項12から15のいずれか1項に記載の車両用灯具。
  18.  前記入射スポットの大きさが互いに異なる少なくとも2つの前記光のうち、前記入射スポットが小さい前記光ほどより多くの前記光源から出射される
    ことを特徴とする請求項12から15のいずれか1項に記載の車両用灯具。
  19.  波長の長い前記光の前記入射スポットほど小さい
    ことを特徴とする請求項13から15のいずれか1項に記載の車両用灯具。
  20.  所定の波長の光を出射する光源と、
     前記光源から出射する前記光を回折することにより、前記光を所定の配光パターンとする位相変調素子と、
     前記位相変調素子における前記光の入射スポットを当該位相変調素子に対して相対移動させるスポット移動部と、
    を備え、
     前記位相変調素子は、前記配光パターンを形成する変調部に区分けされており、
     前記入射スポット内に少なくとも1つの前記変調部が含まれる
    ことを特徴とする車両用灯具。
  21.  前記入射スポットが相対移動する距離は、当該入射スポットの半径以上である
    請求項20に記載の車両用灯具。
  22.  前記距離は、前記入射スポットの直径以上である
    ことを特徴とする請求項21に記載の車両用灯具。
  23.  前記入射スポットは定期的に相対移動する
    ことを特徴とする請求項20から22のいずれか1項に記載の車両用灯具。
  24.  前記スポット移動部は、前記入射スポットを2以上の方向に相対移動させる
    ことを特徴とする請求項20から23のいずれか1項に記載の車両用灯具。
  25.  前記位相変調素子はLCOS(Liquid Crystal On Silicon)である
    ことを特徴とする請求項20から24のいずれか1項に記載の車両用灯具。
  26.  前記スポット移動部は前記光源を移動させる
    ことを特徴とする請求項20から25のいずれか1項に記載の車両用灯具。
  27.  前記光源に電力を供給する回路基板をさらに備え、
     前記光源が前記回路基板に対して移動する
    ことを特徴とする請求項26に記載の車両用灯具。
  28.  前記回路基板は、前記光源が電気的に接続される弾性接続部を含む
    ことを特徴とする請求項27に記載の車両用灯具。
  29.  互いに異なる波長の光を出射する前記光源を複数備え、
     前記位相変調素子は、複数の前記光源ごとに設けられる
    ことを特徴とする請求項20から28のいずれか1項に記載の車両用灯具。
  30.  互いに異なる波長の光を出射する前記光源を複数備え、
     複数の前記光源のうち少なくとも2つの光源は、前記光の出射を所定の周期で切り替え、
     前記少なくとも2つの光源から出射する複数の前記光は、共通の前記位相変調素子に入射する
    ことを特徴とする請求項20から28のいずれか1項に記載の車両用灯具。

     
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