特許 6509570 灯具

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6509570

(24)【登録日】2019年4月12日

(45)【発行日】2019年5月8日

(54)【発明の名称】灯具

(51)【国際特許分類】

   F21S 41/10 20180101AFI20190422BHJP

   F21V 13/00 20060101ALI20190422BHJP

   F21V 8/00 20060101ALI20190422BHJP

   F21Y 115/10 20160101ALN20190422BHJP

【ＦＩ】

   F21S41/10

   F21V13/00 100

   F21V8/00 250

   F21Y115:10

【請求項の数】9

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2015-10607(P2015-10607)

(22)【出願日】2015年1月22日

(65)【公開番号】特開2016-134377(P2016-134377A)

(43)【公開日】2016年7月25日

【審査請求日】2017年12月12日

(73)【特許権者】

【識別番号】000002303

【氏名又は名称】スタンレー電気株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001025

【氏名又は名称】特許業務法人レクスト国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】中里 嘉昭

(72)【発明者】

【氏名】堀尾 直史

(72)【発明者】

【氏名】ラコ フィリップ

(72)【発明者】

【氏名】斎藤 竜舞

【審査官】 安食 泰秀

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１４−１７０７５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−２４３５３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−２６２００４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−００５４７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−２４１３４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−２５４６４５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２１Ｓ ４１／１０

Ｆ２１Ｖ ８／００

Ｆ２１Ｖ １３／００

Ｆ２１Ｙ １１５／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

可視域の全域に亘るスペクトル幅を有するスーパーコンティニウム光を生成する光源と、
前記スーパーコンティニウム光を導光するマルチモード光ファイバと、
前記マルチモード光ファイバの出射端部から出射された前記スーパーコンティニウム光を拡散及び反射して拡散光を生成する拡散反射部材と、
前記拡散光を集光して集光光を生成する集光ミラーと、
前記集光光を投影して投影光を生成する投影レンズと、を有することを特徴とする灯具。

【請求項2】

前記マルチモード光ファイバにおける前記スーパーコンティニウム光の前記出射端部には、前記スーパーコンティニウム光のビーム形状を長方形又は楕円形に成形して前記拡散反射部材に入射させる集光レンズが設けられていることを特徴とする請求項１に記載の灯具。

【請求項3】

前記マルチモード光ファイバは、矩形のコア形状を有することを特徴とする請求項２に記載の灯具。

【請求項4】

前記拡散反射部材は、前記集光ミラーの第１の焦点において前記スーパーコンティニウム光を受光して前記拡散光を生成し、
前記集光ミラーは、前記拡散光を前記集光ミラーの第２の焦点に集光し、
前記スーパーコンティニウム光の光軸は、前記第１及び第２の焦点を通りかつ前記拡散反射部材における前記スーパーコンティニウム光の受光面に垂直な面内に設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１つに記載の灯具。

【請求項5】

前記スーパーコンティニウム光の前記光軸は、前記第１の焦点を通る前記受光面への垂線に対して前記投影レンズ側に傾斜していることを特徴とする請求項４に記載の灯具。

【請求項6】

前記スーパーコンティニウム光における紫外成分を除去する紫外成分除去部と、前記スーパーコンティニウム光における赤外成分を除去する赤外成分除去部とを有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１つに記載の灯具。

【請求項7】

前記集光光を前記投影レンズに向けて部分的に反射するように構成されたシェードと、
前記スーパーコンティニウム光、前記拡散光及び前記集光光の光路を含む空間を充填する透光性部材と、を有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１つに記載の灯具。

【請求項8】

可視域の全域に亘るスペクトル幅を有するスーパーコンティニウム光を生成する光源と、
前記スーパーコンティニウム光を拡散及び反射して拡散光を生成する拡散反射部材と、
前記拡散光を集光して集光光を生成し、第１及び第２の焦点を有する集光ミラーと、
前記集光光を投影して投影光を生成する投影レンズと、を有し、
前記拡散反射部材は、前記第１の焦点において前記スーパーコンティニウム光を受光して前記拡散光を生成し、
前記集光ミラーは、前記拡散光を前記第２の焦点に集光し、
前記スーパーコンティニウム光の光軸は、前記拡散反射部材における前記スーパーコンティニウム光の受光面に垂直でありかつ前記第１及び第２の焦点を通る面内に設けられ、
前記拡散反射部材は、前記拡散光が前記第１の焦点を基準に非対称的な強度分布を有しかつ前記面内の領域に他の領域よりも強度の大きい領域を有するように、前記スーパーコンティニウム光を拡散及び反射することを特徴とする灯具。

【請求項9】

前記集光光を前記投影レンズに向けて部分的に反射するように構成されたシェードと、
前記スーパーコンティニウム光、前記拡散光及び前記集光光の光路を含む空間を充填する透光性部材と、を有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１つに記載の灯具。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、灯具、特に車両用前照灯に用いられる灯具に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、高輝度化や低消費電力化に伴い、灯具に発光ダイオード（ＬＥＤ）や半導体レーザ（ＬＤ）などの発光素子が用いられるようになってきた。発光ダイオードや半導体レーザを灯具などの照明用途に用いる場合、当該発光素子から放出された光を蛍光体に入射させて一部の光の波長（発光色）を変換し、当該波長が変換された光と発光素子からの放出光との混色によって白色光を外部に取出す。

【0003】

例えば、特許文献１には、レーザ光を出射する半導体発光素子とレーザ光を入射して可視光を出射する蛍光体とを備えた車両用灯具が開示されている。特許文献２には、レーザ光源とレーザ光源からのレーザ光を受けて発光する蛍光体からなる発光部材とを備えた車両用灯具が開示されている。また、特許文献３には、複数の励起光を出射する複数の励起光源と励起光を受けて蛍光を発する発光部とを備えた発光装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開2014-135159号公報

【特許文献2】特開2014-22084号公報

【特許文献3】特開2014-17096号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

例えば車両用灯具を構成する場合、その光源には高い輝度（光出力）を有することが要求される。このため、車両用灯具に用いる光源としては、発光ダイオードよりもレーザの方が好ましい。例えば励起光として青色光を出射するレーザを用いて灯具を構成する場合、蛍光体としては、青色光を受けて黄色光を発する蛍光体を用いる。これによって、レーザからの青色光と蛍光体からの黄色光とが混色され、外部に取出された光は白色光として認識される。しかし、この場合、厳密に白色光（太陽光に近い光）が得られているとは言えない。具体的には、取出された光の大部分は青色光成分と黄色光成分とで構成されており、他の色の光はほとんど含まれていない。従って、高い演色性（大きなスペクトル幅）を有する光を取出すには改善の余地がある。

【0006】

また、レーザから出射された励起光は高い出力を有しているため、励起光が入射した蛍光体の領域は早期に損傷する場合がある。従って、レーザと蛍光体とを組み合わせて灯具を構成する場合、灯具としての寿命が短くなる場合がある。また、部分的に青色光が認識されるなど、色ムラの原因となる。また、励起光が直接目に入射した場合、目を損傷する可能性がある。

【0007】

本発明は上記した点に鑑みてなされたものであり、蛍光体を不要とし、広帯域なスペクトルを有する灯具を提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明による灯具は、可視域の全域に亘るスペクトル幅を有するスーパーコンティニウム光を生成する光源と、スーパーコンティニウム光を導光するマルチモード光ファイバと、マルチモード光ファイバの出射端部から出射されたスーパーコンティニウム光を拡散及び反射して拡散光を生成する拡散反射部材と、拡散光を集光して集光光を生成する集光ミラーと、集光光を投影して投影光を生成する投影レンズと、を有することを特徴としている。
また、本発明による灯具は、可視域の全域に亘るスペクトル幅を有するスーパーコンティニウム光を生成する光源と、スーパーコンティニウム光を拡散及び反射して拡散光を生成する拡散反射部材と、拡散光を集光して集光光を生成し、第１及び第２の焦点を有する集光ミラーと、集光光を投影して投影光を生成する投影レンズと、を有し、拡散反射部材は、第１の焦点においてスーパーコンティニウム光を受光して拡散光を生成し、集光ミラーは、拡散光を第２の焦点に集光し、スーパーコンティニウム光の光軸は、拡散反射部材におけるスーパーコンティニウム光の受光面に垂直でありかつ第１及び第２の焦点を通る面内に設けられ、拡散反射部材は、拡散光が第１の焦点を基準に非対称的な強度分布を有しかつ面内の領域に他の領域よりも強度の大きい領域を有するように、スーパーコンティニウム光を拡散及び反射することを特徴としている。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】（ａ）は、実施例１の灯具の構成を示す断面図であり、（ｂ）は、実施例１の灯具内における光の進路を模式的に示す図である。

【図2】（ａ）は、実施例１の灯具における光源の構成を示す図であり、（ｂ）は、光源から生成された光のスペクトルを示す図である。

【図3】（ａ）は、実施例１の灯具における出射端部の構成及び拡散反射板に入射する際の光の表面形状を示す図であり、（ｂ）及び（ｃ）は当該光の表面形状の他の例を示す図である。

【図4】（ａ）及び（ｂ）は、実施例１の灯具の拡散反射板において生成された拡散光の強度分布を模式的に示す図である。

【図5】実施例１に係る灯具から取出された投影光の構成を示す図である。

【図6】実施例１の変形例に係る灯具における灯体部の構成を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下に本発明の実施例について詳細に説明する。

【実施例1】

【0011】

図１（ａ）は、実施例１の灯具１０の構成を示す断面図である。灯具１０は、光源部２０と灯体部３０とからなる。本実施例においては、灯具１０が車両用前照灯である場合について説明する。図１（ｂ）は、灯具１０を側面から見た場合の灯体部３０内の光路を模式的に示す図である。光源部２０は、白色化されかつ空間的又は時間的にコヒーレントな入力光ＷＬを生成する光源２１を有している。光源２１には、入力光ＷＬを出力する出力部２２と、光源２１から発生する熱を放熱する放熱部２３とが設けられている。また、光源２１には、電源（図示せず）及び制御部（図示せず）などに接続された配線ＣＢが設けられている。また、入力光ＷＬは、導光部２４によって灯体部３０に導光される。

【0012】

灯体部３０は、光源２１からの入力光ＷＬを拡散及び反射して拡散光ＤＬを生成する拡散反射部材３１と、拡散反射部材３１からの拡散光ＤＬを集光して集光光ＦＬを生成する集光ミラー３２と、集光ミラー３２からの集光光ＦＬを投影して投影光ＰＬを生成する投影レンズ３３と、を有している。

【0013】

拡散反射部材３１は、例えば平板形状を有し、例えば可視光に対して高い反射率を有する（例えば９０％以上）の白色アルミナ板、酸化チタン板、酸化ケイ素板など、又はアルミを主成分としたアルミナ板、酸化チタンを主成分とした酸化チタン板、酸化ケイ素を主成分とした酸化ケイ素板などのセラミック部材からなる。また、拡散反射部材３１は、可視光に対して高い反射率を有する反射型の回折光学素子部材、又はセラミック粒子や金属粒子を含む高い可視光反射率（例えば９０％以上）の樹脂板などから構成されていてもよい。また、拡散反射部材３１は、金属、セラミック及びエポキシ樹脂などの材料からなる基板（図示せず）上に固定又は埋設されていてもよい。また、拡散反射部材３１の側面に高い光反射性を有する部材が設けられていても良い。

【0014】

集光ミラー３２は、例えば樹脂などで成型された成型体の表面にアルミや銀などの高い光反射性を有する膜を成膜することによって形成することができる。また、集光ミラー３２は、保護膜によって覆われていても良い。投影レンズ３３は、例えばガラス、ポリカーボネート、アクリルなど、入力光ＷＬに対して透光性を有する材料からなる。

【0015】

導光部２４によって光源部２０から導光された入力光ＷＬは、導光部２４の出射端部ＬＰから拡散反射部材３１に向けて出射される。本実施例においては、集光ミラー３２には貫通孔が設けられ、出射端部ＬＰから出射された入力光ＷＬは、当該貫通孔を通って拡散反射部材３１に入射する。拡散反射部材３１は、例えば平板形状を有し、その一方の主面（以下、受光面と称する）３１Ｓにおいて入力光ＷＬを受光する。拡散反射部材３１の受光面３１Ｓにおける入力光ＷＬの受光部分は、灯体部３０における集光ミラー３２の第１の焦点Ｆ１として機能する。拡散反射部材３１に入射した入力光ＷＬは、第１の焦点Ｆ１において拡散及び反射され、拡散光ＤＬとなる。

【0016】

拡散光ＤＬは、図１（ｂ）に示すように、第１の焦点Ｆ１から放射状に進み、集光ミラー３２に入射する。拡散光ＤＬは、集光ミラー３２によって他の焦点（第２の焦点）Ｆ２に集光される。すなわち、拡散反射部材３１は、集光ミラー３２の第１の焦点Ｆ１において入力光ＷＬを受光して拡散光ＤＬを生成する。また、集光ミラー３２は、拡散光ＤＬを集光ミラー３２の第２の焦点Ｆ２に集光する。なお、第１及び第２の焦点Ｆ１及びＦ２は、それぞれ集光ミラー３２の一次焦点及び二次焦点として機能する。また、第２の焦点Ｆ２は、投影レンズ３３の焦点として機能する。

【0017】

なお、灯体部３０は、自動車用前照灯におけるすれ違い用配光（いわゆるロービーム）を形成するためのシェードＳＨを有する。具体的には、シェードＳＨは、投影レンズ３３に向けて集光光ＦＬを部分的に反射するように構成されている。シェードＳＨは、その端部に第２の焦点Ｆ２が位置するように灯体部３０内に配置されている。シェードＳＨは、例えば耐熱性を有する耐熱体に高い反射性を有する金属（例えばアルミや銀など）が成膜された構造を有する。

【0018】

また、シェードＳＨは、ロービームのカットオフラインを形成するような形状を有する。集光ミラー３２によって集光された集光光ＦＬは、所定の形状及びサイズを有する。また、集光光ＦＬは、その一部がシェードＳＨによって反射することによって、全体としてロービームの形状に成形されて投影レンズ３３に入射される。なお、シェードＳＨは可動式であってもよい。シェードＳＨは、例えば実線で示した集光光ＦＬの光路内位置と破線で示した集光光ＦＬの光路外位置との間で移動可能なように構成されている。従って、灯体部３０は、シェードＳＨを集光光ＦＬの光路外に移動することで、ロービームだけでなく、前照灯の走行用配光（いわゆるハイビーム）を形成することができる。

【0019】

灯体部３０は、拡散反射部材３１、集光ミラー３２、投影レンズ３３及びシェードＳＨを収容するハウジングＨＳを有している。また、拡散反射部材３１、集光ミラー３２、投影レンズ３３及びシェードＳＨは、支持部ＳＵによって灯体部３０内において支持されている。また、ハウジングＨＳのうち、投影レンズ３３から投影光ＰＬが出射する側の領域にはアウターレンズＯＬが設けられている。投影光ＰＬは、アウターレンズＯＬを介して外部に取出される。また、灯体部３０は、灯体部３０の光軸を調整する光軸調整部ＡＪを有している。光軸調整部ＡＪは、支持部ＳＵを介して、拡散反射部材３１、集光ミラー３２、投影レンズ３３及びシェードＳＨを移動させる機能を有している。

【0020】

図２（ａ）は、光源部２０の構成を示す図である。まず、光源２１は、パルス発振した励起光ＥＬを生成するレーザ装置ＬＳＲと、励起光ＥＬに基づいて入力光ＷＬを生成する非線形な材料からなる非線形部材ＮＬＭとを有している。ここで、光源２１について説明する。例えばフェムト秒のパルス幅を有するパルス化されたレーザ光を非線形媒体に入射させると、レーザ光のスペクトル幅が連続的に拡大する現象が知られている。これはスーパーコンティニウム現象と言われ、これによって得られた光は、広帯域なスペクトルを有するような特性を示す。また、このスーパーコンティニウム光は、自然光よりも高い空間的及び時間的コヒーレント性を有する。

【0021】

光源２１は、このスーパーコンティニウム光を生成するスーパーコンティニウム光源である。すなわち、入力光ＷＬは、広帯域（ブロード）なスペクトル、例えば可視域の全域に亘るスペクトル幅を有するスーパーコンティニウム光である。具体的には、非線形材料ＮＬＭは、レーザ装置ＬＳＲからの励起光ＥＬを受けて、スーパーコンティニウム光を生成する。このスーパーコンティニウム光は、太陽光に近い光であり、高い演色性を有している。従って、灯具１０は、蛍光体を必要とせず、また、蛍光体を用いて白色化された場合よりも高い演色性を有する白色光を生成及び照射する。

【0022】

なお、拡散反射部材３１は、空間的又は時間的にコヒーレントな入力光ＷＬを拡散反射することで、入力光ＷＬの空間的及び時間的なコヒーレント性が低減された拡散光ＤＬを生成（入力光ＷＬを変換）する。例えば、拡散反射部材３１として多結晶の白色アルミナ板を用いた場合、その複数かつ複雑な粒界面によって、入力光ＷＬにおけるアルミナ板に入射してから再出射するまでの距離である反射経路長が多距離化する。また、入力光ＷＬのアルミナ板における反射方向が多方向化する。これによって、入力光ＷＬの空間的及び時間的コヒーレント性は低減される。従って、拡散反射部材３１を設けることで、空間的又は時間的にコヒーレントな入力光ＷＬは、より自然光化される。

【0023】

出力部２２は、入力光ＷＬにおける紫外成分ＵＶ（図２（ｂ）参照）を除去する紫外成分除去部２２Ａと、入力光ＷＬにおける赤外成分ＩＲを除去する赤外成分除去部２２Ｂとを有している。紫外成分除去部２２Ａは、例えば紫外線カットフィルタやダイクロイックミラーなどからなる。赤外成分除去部２２Ｂは、例えば赤外線カットフィルタやダイクロイックミラーなどからなる。なお、紫外成分除去部２２Ａ及び赤外成分除去部２２Ｂの構成は一例に過ぎず、例えば双方同様な構成を有していても良く、また、図示した反対の構成及び配置を有していても良い。すなわち、入力光ＷＬの紫外成分ＵＶ及び赤外成分ＩＲが紫外及び赤外成分除去部２２Ａ及び２２Ｂによって除去されればよい。

【0024】

光源２１からのスーパーコンティニウム光は、可視域のみならず紫外及び赤外領域に亘るスペクトル幅を有する場合がある。出力部２２が紫外及び赤外成分除去部２２Ａ及び２２Ｂを有することによって、紫外線及び赤外線が灯具１０から外部に取出されることが抑制される。従って、照射に不要な紫外及び赤外成分を除去することができる。また、紫外線は、投影レンズ３３やアウターレンズＯＬなどに用いられる樹脂などを劣化させるため、紫外線を除去することによって灯具１０が長寿命化する。

【0025】

なお、出力部２２は、図２（ａ）に示すように、赤外線を吸収する赤外線吸収部ＡＢを有する。例えば赤外成分除去部２２Ｂがダイクロイックミラーから構成される場合、ダイクロイックミラーによって分離された赤外線を吸収する赤外線吸収部ＡＢが設けられることが好ましい。また、出力部２２は、集光レンズＬＺ１を有していても良い。集光レンズＬＺ１は、赤外線及び紫外線が除去された入力光ＷＬを集光して導光部２４に導く。導光部２４は、例えば光ファイバからなる。導光部２４は例えばマルチモード光ファイバからなり、コアの断面は例えば円形又は矩形の形状を有する。

【0026】

図２（ｂ）は、入力光ＷＬのスペクトルを示す図である。図の横軸は波長を、縦軸は光出力を示している。図２（ｂ）に示すように、入力光ＷＬは、可視域の全体を含む４００ｎｍ〜１６００ｎｍの波長範囲に亘るスペクトル幅を有する。例えば、スーパーコンティニウム光は、可視域の全域に亘って所定の光出力を有する可視光スペクトルを有する。具体的には、例えば、光の最大出力を示す波長領域における出力強度を光出力Ａとし、最小出力を示す波長領域における出力強度を光出力Ｂとした場合のＢ／Ａを出力強度比とした場合、スーパーコンティニウム光は可視域において例えば０．５以上の出力強度比を有する。すなわち、ほぼ全ての発光色の光が満遍なくかつ互いに同程度の光量で生成される。従って、得られた入力光ＷＬは白色光として認識され、白色光を得るために蛍光体を用いる必要がない。

【0027】

また、灯体部３０には、紫外及び赤外成分除去部２２Ａ及び２２Ｂによって紫外成分ＵＶ及び赤外成分ＩＲが除去された入力光ＷＬが導光される。また、入力光ＷＬは、レーザ発振した励起光ＥＬを用いているため、高い光出力を有している。従って、高い光出力及び高い演色性を有する入力光ＷＬが生成される。

【0028】

図３（ａ）は、灯体部３０に設けられた入力光ＷＬの出射端部ＬＰ及び拡散反射部材３１に入射した入力光ＷＬのビーム形状（入力ビームの断面形状）を模式的に示す図である。まず、光源２１は、その出射端部ＬＰから入力光ＷＬを出射する。本実施例においては、出射端部ＬＰには、拡散反射部材３１の第１の焦点Ｆ１（焦点面ＦＳ）における入力光ＷＬのビーム形状を成形する集光レンズＬＺ２が設けられている。

【0029】

本実施例においては、集光レンズＬＺ２は、入力光ＷＬのビーム形状を長方形に成形して第１の焦点Ｆ１に入射させるように構成されている。第１の焦点Ｆ１に長方形のビーム形状を有する入力光ＷＬが入射すると、前照灯の配光形状の成形が容易になる。具体的には、まず、第１の焦点Ｆ１に入射させる入力光ＷＬを１点に集光させるのではなく、ある程度のサイズを有する面として入射させた場合、投影光ＰＬには光の強度分布が生ずる。前照灯には照射領域に応じた強度分布が定められているため、入力光ＷＬに生じた強度分布を利用することで、他の部材である集光ミラー３２などの設計が容易となるのである。

【0030】

なお、集光レンズＬＺ２は、図３（ｂ）及び（ｃ）に示すように、入力光ＷＬのビーム形状（入力ビームの断面形状）を楕円形又は円形に成形するように構成されていてもよい。なお、車両用前照灯を構成する場合、集光レンズＬＺ２は、入力光ＷＬのビーム形状を長方形又は楕円形に成形して第１の焦点Ｆ１（焦点面ＦＳ）に入射させるように構成されていることが好ましい。また、導光部２４が光ファイバから構成されている場合、そのコアの断面は矩形（例えば長方形又は正方形）の形状を有していることが好ましい。光ファイバ（導光部２４）のコアが矩形の断面形状を有している場合、集光レンズＬＺ２によって、容易に入力光ＷＬの出射端部ＬＰでのビーム形状を長方形又は楕円形に成形することができるからである。すなわち、入力光ＷＬを出射端部ＬＰまで導光する光ファイバは、矩形のコア形状を有することが望ましい。

【0031】

次に、図４（ａ）及び（ｂ）を用いて、拡散反射部材３１によって生成された拡散光ＤＬの強度分布について説明する。図４（ａ）及び（ｂ）は、灯体部３０の側面及び上面をそれぞれ模式的に示す図である。まず、入力光ＷＬの出射端面ＬＰにおける入力光ＷＬの出射点ＥＰは、第１及び第２の焦点Ｆ１及びＦ２を通る線ＡＬを通り、かつ拡散反射部材３１の受光面３１Ｓに垂直な面ＡＳ内に設けられている。すなわち、図４（ｂ）に示すように、入力光ＷＬの光軸ＯＡは、第１及び第２の焦点Ｆ１及びＦ２を通りかつ拡散反射部材３１における入力光ＷＬの受光面３１Ｓに垂直な面ＡＳ内に設けられている。

【0032】

このように出射端部ＬＰを配置することで、前照灯における配光形状及び強度分布の設計が容易となる。具体的には、まず、入力光ＷＬは、コヒーレント性を有するため、高い指向性を持った状態で拡散反射部材３１に向かって進む。従って、拡散光ＤＬは、図４（ａ）及び（ｂ）に示すように、第１の焦点Ｆ１から非対称的な強度分布を有し、部分的に強度の大きい領域（高強度領域）が形成される。なお、図４（ａ）及び（ｂ）における拡散光ＤＬの矢印の大きさは拡散光ＤＬの強度を模式的に示している。入力光ＷＬの光軸ＯＡを面ＡＳ内に配置することで、その高強度領域を面ＡＳ内に形成することができる。

【0033】

そして、集光ミラー３２によって生成された集光光ＦＬ、及び第２の焦点Ｆ２に集光された後に投影レンズ３３によって投影された投影光ＰＬは、拡散光ＤＬと同様に、その高強度領域は面ＡＳ内に形成される。

【0034】

さらに、図４（ａ）に示すように、出射端部ＬＰは、入力光ＷＬの光軸ＯＡが、拡散反射部材３１の受光面３１Ｓ上に下ろした第１の焦点Ｆ１を通る垂線（第１の焦点Ｆ１を通る受光面３１への垂線）ＦＶに対して投影レンズ３３側に傾斜するように構成されている。入力光ＷＬの光軸ＯＡが垂線ＦＶに対して投影レンズ３３側に傾斜していることで、拡散光ＤＬにおける高強度領域を集光ミラー３２の投影レンズ３３から遠い側に形成することができる。

【0035】

このように形成された拡散光ＤＬの高強度領域は、集光ミラー３２によって低い（小さい）入射角度で第２の焦点Ｆ２に入射する（集光される）。また、集光光ＦＬの高強度領域は低い出射角度で第２の焦点Ｆ２から出射する。従って、集光光ＦＬは、投影レンズ３３に低い入射角度で入射し、投影レンズ３３から低い出射角度で出射される。このように投影レンズ３３に対する集光光ＦＬの高強度領域の入射角度及び出射角度を小さくすることで、投影光ＰＬの反射損失及び屈折損失を抑制することができ、入力光ＷＬの光束利用性が向上する。また、面ＡＳ上においても投影光ＰＬの中心領域（線ＡＬの近傍に対応する領域）は高強度領域となるため、入力光ＷＬの光束利用性はさらに向上することとなる。

【0036】

図５は、灯具１０を車両ＶＥに搭載した場合の投影光ＰＬの構成を模式的に示す図である。投影光ＰＬは、車両遠方を照射する領域であるホット領域ＨＲと、車両近傍を広い角度で照射する領域であるワイド領域ＷＲと、及びその中間の照射領域であるミドル領域ＭＲとを有している。図３（ａ）〜（ｃ）を用いて説明した集光レンズＬＺ２による入力光ＷＬのビーム形状を長方形又は楕円形に成形すること、及び図４（ａ）及び（ｂ）を用いて説明した入力光ＷＬの光軸ＯＡを面ＡＳ内に配置することによって、長方形又は楕円形の入力光ＷＬのビームの長辺が線ＡＬに直交するように配置され、図５に示すような投影光ＰＬを容易に形成することができる。

【0037】

具体的には、まず、集光レンズＬＺ２によって入力光ＷＬのビーム形状を成形することで、投影光ＰＬ内に強度分布を生じさせることができる。具体的には、投影光ＰＬのうち、第１の焦点Ｆ１の近傍に対応する照射領域の中心部は比較的高い強度を有し、外縁に近づくほど強度は小さくなる。そして、入力光ＷＬの光軸ＯＡを面ＡＳ内に設けることによって、投影光ＰＬの中心領域は入力光ＷＬの高強度領域に対応した大きな強度を有することとなる。従って、ホット領域ＨＲの照射可能距離、すなわち遠方視認性が大きくなる。なお、シェードＳＨを集光光ＦＬの光路内に移動させた場合であっても（すなわちロービームを形成した場合であっても）、同様の照射強度分布を生じさせることができる。このようにして、灯具１０を用いることで、複雑な光学設計を簡略化することが可能となる。

【0038】

なお、仮に青色光を出射するレーザ光を蛍光体によって黄色光に変換して白色光を得る場合、上記したように灯具を構成しても配光設計は容易にならない。具体的には、例えば直進性の高いレーザによる青色光と放射パターンがランバーシアン分布となる蛍光体による黄色光とは、拡散反射された光としての強度分布が異なる。従って、拡散されるうちに青色成分や黄色成分の偏った領域が形成される。例えば黄色光よりも青色光の強度が大きい部分が生じた部分を含んだまま投影すると、その部分に対応する照射領域は周辺部よりも青色成分の多い光（青っぽい光）として認識される。また、紫外レーザを励起光として、青色蛍光体、黄色蛍光体及び赤色蛍光体による蛍光を混色して白色光を得る場合、その光の放射パターンはランバーシアン分布となる。従って、上記した灯具構成は、広帯域なスペクトルを有するコヒーレントな入力光ＷＬと組み合わせることで大きな効果を得ることができる。

【0039】

なお、本実施例においては、出射端部ＬＰは、図４（ａ）及び（ｂ）に示すように、面ＡＳ内において受光面３１Ｓに対して傾斜した向きで入力光ＷＬを出射する構成を有している。しかし、入力光ＷＬの光軸ＯＡは、面ＡＳ内に設けられていれば、受光面３１Ｓに垂直な方向に設けられていてもよい。また、必ずしも入力光ＷＬの光軸ＯＡが面ＡＳ内に設けられる必要は無い。

【0040】

図６は、実施例１の変形例に係る灯具１０Ａにおける灯体部３０Ａの構成を示す図である。なお、図６においては、ハウジングＨＳ、アウターレンズＯＬ及び支持部ＳＵの図示を省略している。灯具１０Ａは、灯体部３０Ａの構成を除いては灯具１０と同様の構成を有している。図６に示すように、本変形例においては、灯体部３０Ａは、入力光ＷＬに対して透光性を有する透光性部材ＢＤと、透光性部材ＢＤに固定された反射拡散部材３１Ａ、集光ミラー３２Ａ及び投影レンズ３３Ａと、を有している。透光性部材ＢＤは、入力光ＷＬ、拡散光ＤＬ、集光光ＦＬの光路を含む空間を充填するように設けられている。

【0041】

また、シェードＳＨは透光性部材ＢＤに回動自在に取り付けられている。透光性部材ＢＤは、シェードＳＨを集光光ＦＬの光路外に移動するように構成された移動機構ＭＶを有している。すなわち、移動機構ＭＶが回転することでシェードが集光光ＦＬの光路外となる位置（図６の破線で示す位置）に移動する。従って、シェードＳＨの位置を移動することによって、ハイビーム及びフロービームの両方を形成することができる。なお、ここでは移動機構ＭＶ及びシェードＳＨが回転移動する場合について説明したが、移動機構ＭＶ及びシェードＳＨは、回転移動のみならず、直線移動を行うように構成されていても良い。

【0042】

拡散反射部材３１Ａは、その透光性部材ＢＤに接する部分以外が被覆部ＣＯによって埋設されている。透光性部材ＢＤは、例えばガラスやポリカーボネート又はアクリルなどの材料からなる。被覆部ＣＯは、例えばガラス、アルミナ、酸化ケイ素などのセラミックや樹脂、又は金属などからなる。

【0043】

本変形例においては、入力光ＷＬ、拡散光ＤＬ、集光光ＦＬの光路を含む空間を充填する透光性部材ＢＤを有する。従って、拡散光ＤＬ及び集光光ＦＬは、透光性部材ＢＤ内において生成される。また、入力光ＷＬ、拡散光ＤＬ及び集光光ＦＬは、透光性部材ＢＤ内を進んだ後、投影光ＰＬとして投影される。本変形例においては、入力光ＷＬが透光性部材ＢＤに入射する入射面を集光レンズとして用いる（形成する）ことができ、出射端部ＬＰの集光レンズＬＺ２（図３（ａ））を省略することができる。

【0044】

なお、上記においては、光源２１としてスーパーコンティニウム光源を用いた場合について説明したが、蛍光体を用いることなく空間的又は時間的にコヒーレントで広帯域なスペクトルが得られる光源を、スーパーコンティニウム光源に代えて用いることができる。例えば赤色光、緑色光及び青色光をそれぞれ出射するレーザを光源としてそれぞれの光を重ね合わせることで白色光を得ることが可能である。すなわち、光源２１は、互いに異なる発光色を有する複数のレーザからなるレーザ装置ＬＳＲを有していても良い。この場合、非線形材料ＮＬＭが設けられる必要は無い。また、スーパーコンティニウム光を生成する他の装置をレーザ装置ＬＳＲ及び非線形材料ＮＬＭに代えて用いても良い。

【0045】

また、光源部２０及び灯体部３０（３０Ａ）の構成は一例に過ぎない。また、シェードＳＨは、必ずしも設けられる必要は無い。出力部２２は紫外及び赤外成分除去部２２Ａ及び２２Ｂを有していなくても良い。また、放熱部２３が設けられていなくても良い。

【符号の説明】

【0046】

１０、１０Ａ 灯具
２０ 光源部
２１ 光源
３０ 灯体部
３１ 拡散反射部材
３１Ｓ 受光面
３２ 集光ミラー
３３ 投影レンズ
Ｆ１ 第１の焦点
Ｆ２ 第２の焦点
ＷＬ 入力光
ＤＬ 拡散光
ＦＬ 集光光
ＰＬ 投影光
ＬＰ 出射端部
ＯＡ 入力光の光軸
ＡＳ 面

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】