特許 6547997 車両用灯具

(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】6547997

(24)【登録日】2019年7月5日

(45)【発行日】2019年7月24日

(54)【発明の名称】車両用灯具

(51)【国際特許分類】

   F21S 41/16 20180101AFI20190711BHJP

   F21S 41/24 20180101ALI20190711BHJP

   F21S 41/63 20180101ALI20190711BHJP

   F21W 102/13 20180101ALN20190711BHJP

   F21Y 115/30 20160101ALN20190711BHJP

【ＦＩ】

   F21S41/16

   F21S41/24

   F21S41/63

   F21W102:13

   F21Y115:30

【請求項の数】10

【全頁数】19

(21)【出願番号】特願2014-260276(P2014-260276)

(22)【出願日】2014年12月24日

(65)【公開番号】特開2016-122504(P2016-122504A)

(43)【公開日】2016年7月7日

【審査請求日】2017年11月7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】100083116

【弁理士】

【氏名又は名称】松浦 憲三

(72)【発明者】

【氏名】フィリップ ラコ

(72)【発明者】

【氏名】斎藤 竜舞

(72)【発明者】

【氏名】中里 嘉昭

(72)【発明者】

【氏名】堀尾 直史

【審査官】 山崎 晶

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１４／０２４３８５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２００７／０８３７４１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１４／０７３２３７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１３−２２９１７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 独国特許出願公開第１０２０１３００８０７５（ＤＥ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２１Ｓ ４１／００ − ４５／７０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

スペクトルが連続した白色光のスーパーコンティニウム光を出力するスーパーコンティニウム光源と、
前記スーパーコンティニウム光源が出力する前記スーパーコンティニウム光を制御する光学系と、
前記スーパーコンティニウム光を前記スーパーコンティニウム光源から前記光学系まで伝搬する伝送用光ファイバと、
を備えた車両用灯具であり、
前記伝送用光ファイバは、前記スーパーコンティニウム光源のコヒーレント性を低減する伝送用光ファイバであり、
前記伝送用光ファイバが、マルチモード光ファイバまたはステップインデックス型光ファイバの何れかを含む光ファイバである、車両用灯具。

【請求項2】

前記スーパーコンティニウム光源は、パルスレーザー光源又はＣＷレーザー光源と、前記パルスレーザー光源が出力するパルスレーザー光又は前記ＣＷレーザー光源が出力するＣＷレーザー光を、前記スーパーコンティニウム光に変換して出力する非線形光学媒質と、を備えた請求項１に記載の車両用灯具。

【請求項3】

前記非線形光学媒質は、前記パルスレーザー光源が出力するパルスレーザー光又は前記ＣＷレーザー光源が出力するＣＷレーザー光を、前記スーパーコンティニウム光に変換して出力するように構成された変換用光ファイバである請求項２に記載の車両用灯具。

【請求項4】

前記スーパーコンティニウム光源が出力する前記スーパーコンティニウム光を制御する光学系は凸状の投影レンズを備えており、
前記伝送用光ファイバの出射端面から出射される前記スーパーコンティニウム光の指向特性がランバシアン配光より狭く、
前記伝送用光ファイバの出射端面は前記投影レンズの後側焦点近傍に位置され、
前記光学系は、前記伝送用光ファイバの出射端面から出射する前記スーパーコンティニウム光を制御する請求項１から３のいずれか１項に記載の車両用灯具。

【請求項5】

前記光学系は、前記変換用光ファイバの出射端面から出射する前記スーパーコンティニウム光を制御する請求項３に記載の車両用灯具。

【請求項6】

前記スーパーコンティニウム光のうち、予め定められた可視波長領域以外の光を除去する除去手段を備えており、
前記光学系は、前記スーパーコンティニウム光のうち、前記除去手段によって予め定められた可視波長領域以外の光が除去された光を制御する請求項１から５のいずれか１項に記載の車両用灯具。

【請求項7】

前記除去手段は、光学フィルタ又はダイクロイックミラーである請求項６に記載の車両用灯具。

【請求項8】

前記スーパーコンティニウム光の少なくとも一部のコヒーレント性を低減するインコヒーレント化手段を備えており、
前記インコヒーレント化手段が、グレーチングセルアレイからなる回折光学素子、又はホログラム光学素子の少なくとも１以上を備え、
前記光学系は、前記インコヒーレント化手段によって少なくとも一部の光のコヒーレント性が低減された前記スーパーコンティニウム光を制御する請求項１から７のいずれか１項に記載の車両用灯具。

【請求項9】

前記光学系は、ロービーム用配光パターンが形成されるように、前記スーパーコンティニウム光源が出力する前記スーパーコンティニウム光を制御する光学系として構成されている請求項１から８のいずれか１項に記載の車両用灯具。

【請求項10】

前記光学系は、ハイビーム用配光パターンが形成されるように、前記スーパーコンティニウム光源が出力する前記スーパーコンティニウム光を制御する光学系として構成されている請求項１から８のいずれか１項に記載の車両用灯具。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車両用灯具に係り、特に、スーパーコンティニウム光源を用いた車両用灯具に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、車両用灯具の分野においては、ＬＤ（レーザーダイオード）等の半導体発光素子を用いた車両用灯具が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

【0003】

図２２は、特許文献１に記載の車両用灯具２００の概略構成図である。

【0004】

図２２に示すように、特許文献１に記載の車両用灯具２００は、半導体レーザー素子２０２、集光レンズ２０３、蛍光体２２８、半導体レーザー素子２０２が出射し、集光レンズ２０３で集光されたレーザー光を蛍光体２２８まで伝搬する光ファイバ２４１、光ファイバ２４１によって伝搬されたレーザー光を受けて蛍光体２２８が発光する白色光を制御する反射鏡２２９等を備えている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】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】

【0006】

しかしながら、特許文献１に記載の車両用灯具２００においては、蛍光体２２８に起因する様々な問題、例えば、蛍光体が発光する光のスペクトルが２つのピーク及び当該２つのピーク間に形成される深い谷間を含むため（すなわち、蛍光体が発光する光のスペクトルが太陽光に近い連続性を持たないため）演色性が低くなるという問題や蛍光体が発光する光の色がその発光面に対する角度に応じて変化するという色分離発生の問題がある。

【0007】

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、演色性低下や色分離発生の要因となる蛍光体が省略された車両用灯具（すなわち、従来のＬＤ等の半導体発光素子と蛍光体（波長変換部材）とを組み合わせた白色光源より演色性が高く、かつ、色分離発生を抑制することができる車両用灯具）を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、可視波長領域を含むスーパーコンティニウム光を出力するスーパーコンティニウム光源と、前記スーパーコンティニウム光源が出力する前記スーパーコンティニウム光を制御する光学系と、を備えた車両用灯具であることを特徴とする。

【0009】

請求項１に記載の発明によれば、演色性低下や色分離発生の要因となる蛍光体が省略された車両用灯具（すなわち、従来のＬＤ等の半導体発光素子と蛍光体（波長変換部材）とを組み合わせた白色光源より演色性が高く、かつ、色分離発生を抑制することができる車両用灯具）を提供することができる。

【0010】

蛍光体を省略することができるのは、スーパーコンティニウム光源が出力するスーパーコンティニウム光が既に白色光であることによるものである。

【0011】

従来のＬＤ等の半導体発光素子と蛍光体（波長変換部材）とを組み合わせた白色光源より演色性が高くなるのは、スーパーコンティニウム光のスペクトルが太陽光に近い連続性を持つことによるものである。

【0012】

色分離発生を抑制することができるのは、蛍光体を用いていないため、スーパーコンティニウム光の色が角度に応じて変化しない（又はほとんど変化しない）ことによるものである。

【0013】

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記スーパーコンティニウム光源は、パルスレーザー光源又はＣＷレーザー光源と、前記パルスレーザー光源が出力するパルスレーザー光又は前記ＣＷレーザー光源が出力するＣＷレーザー光を、前記スーパーコンティニウム光に変換して出力する非線形光学媒質と、を備えたことを特徴とする。

【0014】

請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明と同様の効果を奏することができる。

【0015】

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記非線形光学媒質は、前記パルスレーザー光源が出力するパルスレーザー光又は前記ＣＷレーザー光源が出力するＣＷレーザー光を、前記スーパーコンティニウム光に変換して出力するように構成された変換用光ファイバであることを特徴とする。

【0016】

請求項３に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明と同様の効果を奏することができる。

【0017】

請求項４に記載の発明は、請求項１から３のいずれか１項に記載の発明において、前記スーパーコンティニウム光を前記スーパーコンティニウム光源から前記光学系まで伝搬する伝送用光ファイバをさらに備えており、前記光学系は、前記伝送用光ファイバの出射端面から出射する前記スーパーコンティニウム光を制御することを特徴とする。

【0018】

請求項４に記載の発明によれば、伝送用光ファイバとして車両用灯具に適した光ファイバを用いることができる。また、伝送用光ファイバに不具合が発生した場合であっても、当該伝送用光ファイバを容易に交換することができる。

【0019】

請求項５に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、前記光学系は、前記変換用光ファイバの出射端面から出射する前記スーパーコンティニウム光を制御することを特徴とする。

【0020】

請求項５に記載の発明によれば、伝送用光ファイバが不要となる。

【0021】

請求項６に記載の発明は、請求項１から５のいずれか１項に記載の発明において、前記スーパーコンティニウム光のうち、予め定められた可視波長領域以外の光を除去する除去手段を備えており、前記光学系は、前記スーパーコンティニウム光のうち、前記除去手段によって予め定められた可視波長領域以外の光が除去された光を制御することを特徴とする。

【0022】

請求項６に記載の発明によれば、スーパーコンティニウム光のうち紫外線及び／又は赤外線が、車両用灯具構成部材（例えば、アウターレンズ、投影レンズ）及び／又はその周辺部材（例えば、ハウジング、エクステンション）に劣化等の影響を及ぼすのを抑制することができる。

【0023】

請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の発明において、前記除去手段は、光学フィルタ又はダイクロイックミラーであることを特徴とする。

【0024】

請求項７に記載の発明によれば、請求項６と同様の効果を奏することができる。

【0025】

請求項８に記載の発明は、請求項１から７のいずれか１項に記載の発明において、前記スーパーコンティニウム光の少なくとも一部をインコヒーレント化するインコヒーレント化手段を備えており、前記光学系は、前記インコヒーレント化手段によって少なくとも一部がインコヒーレント化された前記スーパーコンティニウム光を制御することを特徴とする。

【0026】

請求項８に記載の発明によれば、レーザー光の特性があるスーパーコンティニウム光をインコヒーレント化できるため、アイセーフを実現できる。

【0027】

請求項９に記載の発明は、請求項１から８のいずれか１項に記載の発明において、前記光学系は、ロービーム用配光パターンが形成されるように、前記スーパーコンティニウム光源が出力する前記スーパーコンティニウム光を制御する光学系として構成されていることを特徴とする。

【0028】

請求項９に記載の発明によれば、演色性低下や色分離発生の要因となる蛍光体が省略された車両用灯具（すなわち、従来のＬＤ等の半導体発光素子と蛍光体（波長変換部材）とを組み合わせた白色光源より演色性が高く、かつ、色分離発生を抑制することができる車両用灯具）において、ロービーム用配光パターンを形成することができる。

【0029】

請求項１０に記載の発明は、請求項１から８のいずれか１項に記載の発明において、前記光学系は、ハイビーム用配光パターンが形成されるように、前記スーパーコンティニウム光源が出力する前記スーパーコンティニウム光を制御する光学系として構成されていることを特徴とする。

【0030】

請求項１０に記載の発明によれば、演色性低下や色分離発生の要因となる蛍光体が省略された車両用灯具（すなわち、従来のＬＤ等の半導体発光素子と蛍光体（波長変換部材）とを組み合わせた白色光源より演色性が高く、かつ、色分離発生を抑制することができる車両用灯具）において、ハイビーム用配光パターンを形成することができる。

【発明の効果】

【0031】

本発明によれば、演色性低下や色分離発生の要因となる蛍光体が省略された車両用灯具（すなわち、従来のＬＤ等の半導体発光素子と蛍光体（波長変換部材）とを組み合わせた白色光源より演色性が高く、かつ、色分離発生を抑制することができる車両用灯具）を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0032】

【図1】本発明の一実施形態である車両用灯具１０の縦断面図である。

【図2】ハイビーム用配光パターンＰ_Hiの例である。

【図3】（ａ）青色ＬＤ素子２４ａと黄色蛍光体２４ｂ（波長変換部材）とを組み合わせて構成される白色ＬＤ光源２４の正面図、（ｂ）側面図（断面図）である。

【図4】白色ＬＤ光源が出力する光のスペクトルを表す図である。

【図5】（ａ）白色ＬＤ光源の指向特性を表す図、（ｂ）ＳＣ光源（正確には、伝送用光ファイバ１８の出射端面１８ｂ）の指向特性を表す図である。

【図6】（ａ）〜（ｅ）それぞれ、型名「WhiteLase Micro」、「SC400」、「SCUV-3」、「SC450」、「SC480」が出力するＳＣ光のスペクトルの例である。

【図7】（ａ）（ｂ）可視波長領域を含むＳＣ光を出力するＳＣ光源１２の構成例である。

【図8】可視波長領域を含むＳＣ光のスペクトル例である。

【図9】可視波長領域を含むＳＣ光のスペクトル例である。

【図10】可視波長領域を含むＳＣ光のスペクトル例である。

【図11】可視波長領域を含むＳＣ光のスペクトル例である。

【図12】可視波長領域を含むＳＣ光のスペクトル例である。

【図13】可視波長領域を含むＳＣ光のスペクトル例である。

【図14】（ａ）テーパーファイバの例、（ｂ）可視波長領域を含むＳＣ光のスペクトル例である。

【図15】可視波長領域を含むＳＣ光のスペクトル例である。

【図16】除去手段１４の内部構造を説明するための断面図である。

【図17】伝送用光ファイバ１８の例である。

【図18】（ａ）（ｂ）インコヒーレント化手段の例である。

【図19】（ａ）〜（ｃ）インコヒーレント化手段の例である。

【図20】車両用灯具１０を制御するシステム構成例である。

【図21】車両用灯具１０（ハイビーム用灯具ユニット１６）の動作例を示すフローチャートである。

【図22】特許文献１に記載の車両用灯具２００の概略構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0033】

以下、本発明の一実施形態である車両用灯具について、図面を参照しながら説明する。

【0034】

図１は、本発明の一実施形態である車両用灯具１０の縦断面図である。図２は、車両用灯具１０により形成されるハイビーム用配光パターンＰ_Hiの例である。

【0035】

図１に示すように、車両用灯具１０は、可視波長領域を含むスーパーコンティニウム光（以下、ＳＣ光と称する）を出力するスーパーコンティニウム光源１２（以下、ＳＣ光源と称する）、ＳＣ光源１２が出力するＳＣ光のうち、予め定められた可視波長領域（例えば、450 nm - 700 nm）以外の光を除去（カット）する除去手段１４、ＳＣ光源１２が出力するＳＣ光を制御する光学系１６（例えば、ハイビーム用灯具ユニット）、ＳＣ光源１２が出力するＳＣ光をハイビーム用灯具ユニット１６まで伝搬する伝送用光ファイバ１８等を備えた車両用前照灯として構成されている。

【0036】

ハイビーム用灯具ユニット１６は、伝送用光ファイバ１８の出射端面１８ｂを光源とする灯具ユニットで、投影レンズ２２等を備えており、ハウジング４０とこれに組み付けられたアウターレンズ４２との間に構成された灯室４４内に配置されている。なお、ＳＣ光源１２も灯室４４内に配置してもよい。

【0037】

伝送用光ファイバ１８は、その出射端部がランプ筐体４８に取り付けられたスリーブ４６に形成された光ファイバ挿入穴に挿入され、かつ、その出射端面１８ｂが投影レンズ２２の後側焦点近傍に位置した状態で当該スリーブ４６に保持されている。伝送用光ファイバ１８の入射端部は、除去手段１４に着脱自在に装着されている。

【0038】

投影レンズ２２は、例えば、前方側表面が凸レンズ面、後方側表面が平面の凸レンズで、レンズホルダ５０によって保持された状態で、伝送用光ファイバ１８の出射端面１８ｂの前方に配置されている。なお、符号５２が示すのは光軸調整機構であり、符号５４が示すのは電源・信号線であり、符号５６が示すのはエクステンションであり、符号５８が示すのは受光センサであり、符号６０が示すのは受光センサ信号線であり、符号６２が示すのは放熱板である。

【0039】

ＳＣ光源１２が出力する可視波長領域を含むＳＣ光は、除去手段１４によって予め定められた可視波長領域（例えば、450 nm - 700 nm）以外の光が除去された後、集光レンズ２０（図１６参照）で集光され、伝送用光ファイバ１８の入射端面１８ａから当該伝送用光ファイバ１８内部に導入されて出射端面１８ｂまで伝搬されて当該出射端面１８ｂから出射し、投影レンズ２２を透過して前方に照射されて図２に示すハイビーム用配光パターンＰ_Hiを形成する。

【0040】

スーパーコンティニウムとは、超短光パルス等、例えば、パルスレーザー光源が出力するレーザー光（パルスレーザー光）又はＣＷ(Continuous Wave)レーザー光源が出力するレーザー光（ＣＷレーザー光。連続光とも称される）を非線形光学材料に入射した際、自己位相変調、相互位相変調、４光波混合、ラマン散乱等の非線形光学効果により、そのスペクトルが連続的に急激に広がる現象のことである。この現象によりスペクトルが広がった光は、ＳＣ光と呼ばれる。ＳＣ光は多波長コヒーレント光であるため、スペックルノイズが非常に弱く（肉眼では感じない）、スッペックルノイズ対策を施さなくても照明用光源に用いることができる。

【0041】

ＳＣ光源１２（正確には、伝送用光ファイバ１８の出射端面１８ｂ）をハイビーム用灯具ユニット１６等の車両用灯具の光源として用いることの利点は、次のとおりである。

【0042】

第１に、図３（ａ）、図３（ｂ）に示すように、青色ＬＤ素子２４ａと黄色蛍光体２４ｂ（波長変換部材）とを組み合わせて構成される白色ＬＤ光源２４と比べ、黄色蛍光体２４ｂ（波長変換部材）が不要となる。

【0043】

これは、青色ＬＤ素子２４ａと黄色蛍光体２４ｂ（波長変換部材）とを組み合わせて構成される白色ＬＤ光源２４においては、青色ＬＤ素子２４ａからの青色レーザー光を受けた黄色蛍光体２４ｂ（波長変換部材）が、これを透過する青色レーザー光と青色レーザー光による発光（黄色光）との混色による白色光（疑似白色光）を放出するのに対して、ＳＣ光源１２においては、当該ＳＣ光源１２が出力するＳＣ光（正確には、伝送用光ファイバ１８の出射端面１８ｂから出射するＳＣ光）が既に白色光であることによるものである。

【0044】

なお、図３（ｂ）中、符号２４ｃが示すのは集光レンズであり、符号２４ｄが示すのは光ファイバであり、符号２４ｅが示すのは黄色蛍光体２４ｂ、拡散部材２４ｆ及び光ファイバ２４ｄの出射端部を保持するスリーブであり、符号２４ｆが示すのは光ファイバ２４ｄの出射端部から出射して黄色蛍光体２４ｂに入射する青色ＬＤ素子２４ａからのレーザー光を拡散させる拡散部材である。

【0045】

第２に、青色ＬＤ光源２４ａと黄色蛍光体２４ｂ（波長変換部材）とを組み合わせて構成される白色ＬＤ光源２４と比べ、演色性が向上する。

【0046】

これは、青色ＬＤ光源２４ａと黄色蛍光体２４ｂ（波長変換部材）とを組み合わせて構成される白色ＬＤ光源２４においては、図４に示すように、そのスペクトルが２つのピーク及び当該２つのピーク間に形成される深い谷間を含むのに対して、ＳＣ光源１２（正確には、伝送用光ファイバ１８の出射端面１８ｂ）においては、図６、図８〜図１５に示すように、そのスペクトルが太陽光に近い連続性を持つことによるものである。

【0047】

第３に、青色ＬＤ光源２４ａと黄色蛍光体２４ｂ（波長変換部材）とを組み合わせて構成される白色ＬＤ光源２４と比べ、指向特性を狭くすることができる（その結果、より小さい投影レンズ２２により多くの光を入光させることができる。つまり、投影レンズ２２のさらなる小型化、ひいては車両用灯具１０のさらなる小型化を実現できる）。

【0048】

これは、青色ＬＤ光源２４ａと黄色蛍光体２４ｂ（波長変換部材）とを組み合わせて構成される白色ＬＤ光源２４においては、図５（ａ）に示すように、その指向特性がランバーシアンとなるのに対して、ＳＣ光源１２（正確には、伝送用光ファイバ１８の出射端面１８ｂ）においては、図５（ｂ）に示すように、その指向特性を狭くすることができることによるものである。例えば、伝送用光ファイバ１８としてＮＡ＝０．２の光ファイバを用いることで、θ_na＝１１．５°の指向特性とすることができる。ＮＡを調整することで、指向特性をさらに狭くすることができる。

【0049】

可視波長領域を含むＳＣ光を出力するＳＣ光源１２としては、例えば、Fianium社製のスーパーコンティニュアム白色光源 WhiteLaseシリーズ 型名「WhiteLase Micro」、「SC400」、「SCUV-3」、「SC450」、「SC480」等を用いることができる。

【0050】

これらは、いずれも、パルスレーザー光源（例えば、パルス幅:6ps, 繰り返し周波数:20-100MHz）及び光ファイバ等の非線形光学媒質を備えており、図６（ａ）〜図６（ｅ）に示すように、可視波長領域を含むＳＣ光を出力する（http://www.tokyoinst.co.jp/product_file/file/FI01_cat01_ja.pdf、http://forc-photonics.ru/data/files/sc-450-450-pp.pdf、及び、http://www.fianium.com/pdf/WhiteLase_SC480_BrightLase_v1.pdf参照）。図６（ａ）〜図６（ｅ）は、それぞれ、型名「WhiteLase Micro」、「SC400」、「SCUV-3」、「SC450」、「SC480」が出力するＳＣ光のスペクトルの例である。

【0051】

一般的に、可視波長領域を含むＳＣ光を出力するＳＣ光源１２は、図７（ａ）、図７（ｂ）に示すように、パルスレーザー光源１２ａ（又はＣＷレーザー光源）、パルスレーザー光源１２ａが出力するパルスレーザー光（又はＣＷレーザー光源が出力するＣＷレーザー光）を、ＳＣ光に変換して出力する非線形光学媒質１２ｂ等を備えている。図７（ａ）はU.S. Pat. No. 6097870に記載の可視波長領域を含むＳＣ光を出力するＳＣ光源の例、図７（ｂ）はU.S. Pat. No. 6611643に記載の可視波長領域を含むＳＣ光を出力するＳＣ光源の例である。図７（ｂ）中の符号１１が示すのは合焦光学系である。

【0052】

パルスレーザー光源１２ａとしては、例えば、モードロックレーザー光源（例えば、チタンサファイアレーザー光源）を用いることができる（October 1, 2000 / Vol. 25, No. 19 / OPTICS LETTERS、http://www.nlo.hw.ac.uk/node/8、及び、特開2002-82286参照）。また、ファイバレーザー光源（例えば、エルビウムドープファイバを用いたリング型レーザー光源）を用いることもできる（特開2009-169041参照）。また、Ｑスイッチレーザー光源等を用いることもできる（US. Pub. No. 2014153888参照）。

【0053】

ＣＷレーザー光源としては、例えば、ファイバレーザー光源（例えば、イットリウムドープファイバ）を用いることができる（http://cdn.intechopen.com/pdfs-wm/26780.pdf参照）。

【0054】

非線形光学媒質１２ｂとしては、パルスレーザー光源１２ａが出力するパルスレーザー光（又はＣＷレーザー光源が出力するＣＷレーザー光）を、ＳＣ光に変換して出力するように構成された変換用光ファイバ、例えば、微細構造ファイバ（microstructured optical fibre）、テーパーファイバ（tapered fiber）等を用いることができる。微細構造ファイバ１２ｂは、フォトニック結晶ファイバ（PCF:photonic crystal fiber）、ホーリーファイバー（holey fiber）又は空孔アシスト型光ファイバ（hole-assisted fiber）として知られている。

【0055】

例えば、微細構造ファイバ１２ｂとしては、U.S. Pat. No. 6097870に記載のもの（例えば、コア直径 : 0.5 - 7μm）を用いることができる。この場合、図８に示す可視波長領域を含むＳＣ光を出力することができる。

【0056】

また例えば、微細構造ファイバ１２ｂとしては、US. Pub. No. 2014153888に記載のもの（例えば、コア直径:1 - 5μm）を用いることができる。この場合、図９に示す可視波長領域を含むＳＣ光を出力することができる。

【0057】

また例えば、微細構造ファイバ１２ｂとしては、23 June 2008/Vol. 16, No. 13 / OPTICS EXPRESS 9671に記載のものを用いることができる。この場合、図１０に示す可視波長領域を含むＳＣ光を出力することができる。

【0058】

また例えば、微細構造ファイバ１２ｂとしては、http://cdn.intechopen.com/pdfs-wm/26780.pdfに記載のものを用いることができる。この場合、図１１に示す可視波長領域を含むＳＣ光を出力することができる。

【0059】

また例えば、微細構造ファイバ１２ｂとしては、http://www.osa-opn.org/home/articles/volume_23/issue_3/features/of-the-art_photonic_crystal_fiber/#.VIbBOMkorpIに記載のものを用いることができる。この場合、図１２に示す可視波長領域を含むＳＣ光を出力することができる。

【0060】

また例えば、微細構造ファイバ１２ｂとしては、特開2009-169041に記載のものを用いることができる。この場合、図１３に示す可視波長領域を含むＳＣ光を出力することができる。

【0061】

また例えば、微細構造ファイバ１２ｂとしては、U.S. Pat. No. 6611643に記載のものを用いることができる。この場合、可視波長領域を含むＳＣ光（図示せず）を出力することができる。

【0062】

また例えば、テーパーファイバ（tapered fiber）としては、October 1, 2000 / Vol. 25, No. 19 / OPTICS LETTERS 1415に記載のもの（例えば、コア直径:8.2μm、ウエスト直径:1.5 - 2.0μm。図１４（ａ）参照）を用いることができる。この場合、図１４（ｂ）に示す可視波長領域を含むＳＣ光を出力することができる。

【0063】

また例えば、非線形光学媒質としては、http://www.nlo.hw.ac.uk/node/8に記載のものを用いることができる。この場合、図１５に示す可視波長領域を含むＳＣ光を出力することができる。

【0064】

図１６は、除去手段１４の内部構造を説明するための断面図である。

【0065】

図１６に示すように、除去手段１４は、ＳＣ光のうち、予め定められた可視波長領域以外の光（例えば、図８中の符号Ａ１、Ａ２が示す領域）を除去する手段である。除去手段１４が除去する予め定められた可視波長領域は、分光視感効率（又はＣＩＥ標準分光視感効率）を考慮すると、450 nm - 700 nmが好ましい。もちろん、これに限らず、除去手段１４が除去する予め定められた可視波長領域の上限値及び下限値は、適宜増減してもよく、例えば、460 nm - 630 nmであってもよいし、それ以外であってもよい。

【0066】

除去手段１４によれば、ＳＣ光のうち紫外線及び／又は赤外線が、車両用灯具１０構成部材（例えば、アウターレンズ４２、投影レンズ２２）及び／又はその周辺部材（例えば、ハウジング４０、エクステンション５６）に劣化等の影響を及ぼすのを抑制することができる。

【0067】

除去手段１４は、ＳＣ光源１２と伝送用光ファイバ１８（入射端面１８ａ）との間に配置されている。もちろん、これに限らず、除去手段１４は、伝送用光ファイバ１８の途中に配置されていてもよいし、伝送用光ファイバ１８の出射端面１８ｂ側に配置されていてもよい。

【0068】

除去手段１４は、例えば、ＳＣ光のうち、可視波長領域の下限近傍波長（例えば、450 nm）未満の光（例えば、図８中の領域Ａ１参照）を除去する第１除去手段１４ａ、ＳＣ光のうち、可視波長領域の上限近傍波長（例えば、700 nm）越えの光（例えば、図８中の領域Ａ２参照）を除去する第２除去手段１４ｂを含む。

【0069】

第１除去手段１４ａは、例えば、ＳＣ光源１２が出力するＳＣ光の光路上に配置され、可視波長領域の下限近傍波長（例えば、450 nm）未満の光（例えば、図８中の領域Ａ１参照）をカットし、それ以上の光を通過させる光学フィルタである。もちろん、これに限らず、第１除去手段１４ａは、可視波長領域の下限近傍波長（例えば、450 nm）未満の光を側方（例えば、側方に配置された紫外光吸収材）に向けて反射し、かつ、それ未満の光を通過させるダイクロイックミラー（いずれも図示せず）であってもよい。

【0070】

第２除去手段１４ｂは、例えば、第１除去手段１４ａを通過したＳＣ光の光路上に配置され、可視波長領域の上限近傍波長（例えば、750 nm）越えの光（例えば、図８中の領域Ａ２参照）を側方（例えば、側方に配置された赤外光吸収材１４ｃ）に向けて反射し、かつ、それ以下の光を通過させるダイクロイックミラーである。もちろん、これに限らず、第２除去手段１４ｂは、可視波長領域の上限近傍波長（例えば、750 nm）越えの光をカットし、それ以上の光を通過させる光学フィルタ（図示せず）であってもよい。

【0071】

図１７は、伝送用光ファイバ１８の例である。

【0072】

図１７（ａ）に示すように、伝送用光ファイバ１８は、入射端面１８ａと入射端面１８ａから導入されるＳＣ光が出射する出射端面１８ｂとを含むコア１８ｃと、コア１８ｃの周囲を取り囲むクラッド１８ｄと、を含む光ファイバで、クラッド１８ｄの周囲は、被覆１８ｅで覆われている。なお、コア１８ｃ及びクラッド１８ｄの材質は、石英ガラスであってもよいし、合成樹脂であってもよいし、それ以外の材質であってもよい。

【0073】

伝送用光ファイバ１８は、シングルモード光ファイバであってもよいし、マルチモード光ファイバであってもよいし、ステップインデックス型光ファイバであってもよいし、グレーデッドインデックス型光ファイバであってもよい。ＳＣ光のコヒーレンスを低下させるには、伝送用光ファイバ１８としてマルチモード光ファイバを用いるのが望ましい。

【0074】

伝送用光ファイバ１８の断面形状は、円形（図１７（ａ）参照）であってもよいし、矩形（図１７（ｂ）参照）であってもよいし、それ以外の形状であってもよい。車両用灯具の光源としては、端面出射強度がトップハット型となる断面形状が矩形の光ファイバを用いるのが特に望ましい。

【0075】

伝送用光ファイバ１８として車両用灯具１０に適した光ファイバ（例えば、断面形状がコア直径100μm〜800μmの円形の光ファイバ、又は、断面形状がコア100μm×100μm〜200μm×400μmの矩形の光ファイバ）を用いることができる。また、伝送用光ファイバ１８はＳＣ光源１２に対して着脱自在であるため、当該伝送用光ファイバ１８に不具合が発生した場合であっても、当該伝送用光ファイバ１８を容易に交換することができる。

【0076】

伝送用光ファイバ１８の出射端面１８ｂから出射するＳＣ光は、次のインコヒーレント化手段により、そのコヒーレンス性を低減できる。インコヒーレント化手段によれば、レーザー光の特性があるＳＣ光をインコヒーレント化できるため、アイセーフを実現できる。なお、インコヒーレント化手段は省略してもよい。

【0077】

例えば、伝送用光ファイバ１８としてマルチモード光ファイバを用いることで、空間的コヒーレンス性を低減できる（時間的コヒーレンス性も若干低減できる）。これは、ＳＣ光が伝搬される間に強度分布が均一化されることによるものである。また、伝送用光ファイバ１８（マルチモード光ファイバ）を長くする、伝送用光ファイバ１８（マルチモード光ファイバ）に対して捻り（キンク）を加える、又は、伝送用光ファイバ１８（マルチモード光ファイバ）のループ数を増やすことで、空間的コヒーレンス性をさらに低減できる。特に、伝送用光ファイバ１８として断面形状が矩形の光ファイバ（図１７（ｂ）参照）を用いることで、断面形状が円形の光ファイバより効果的に空間的コヒーレンス性を低減できる。

【0078】

また、伝送用光ファイバ１８の出射端面１８ｂから出射するＳＣ光は、伝送用光ファイバ１８に対して高周波振動を加えることで、そのコヒーレンス性を低減できる。

【0079】

例えば、図１８（ａ）に示すように、ループした伝送用光ファイバ１８に対してその径方向又は円周方向に振動子２６により１．２ＭＨｚ程度の高周波振動を加えることで、空間的コヒーレンス性や時間的コヒーレンス性を低減できる。これは、伝送用光ファイバ１８の屈折率が経時的に変動することによるものである。

【0080】

また、伝送用光ファイバ１８の出射端面１８ｂから出射するＳＣ光は、図１８（ｂ）に示すように、伝送用光ファイバ１８の途中に相互に不等長の複数の分岐光ファイバを並列に配置することで、時間的なコヒーレンス性を低下できる。この場合、伝送用光ファイバ１８としてマルチモード光ファイバを用いることで、空間的コヒーレンス性を同時に低減できる。

【0081】

また、伝送用光ファイバ１８の出射端面１８ｂから出射するＳＣ光は、インコヒーレント化素子２８により、そのコヒーレンス性を低減できる。

【0082】

例えば、図１９（ａ）に示すように、伝送用光ファイバ１８の出射端面１８ｂ側にインコヒーレント化素子２８を配置することで、コヒーレンス性を低減できる。

【0083】

インコヒーレント化素子２８としては、例えば、散乱剤が分散した光透性部材を用いることができる。この場合、空間的コヒーレンス性を低減できる。インコヒーレント化素子として、光透性のガラスに空孔径１μｍ〜５μｍ程度の空孔を分散した回折散乱板や、光透性の低屈折ガラス（ｎ＝１．４以下）に粒径１μｍ〜５μｍ程度の光透性の高屈折材である炭化ケイ素（ＳｉＣ）、アルミナ（Al₂O₃）、窒化アルミ（AlN）、酸化チタン（TiO₂）等を分散した回折散乱板を用いることで、狭い指向特性を損なわずにインコヒーレント性を低減できる。粒径が１μｍ〜５μｍであれば、レイリー散乱のように広く拡散せず、前方散乱するため、狭い指向特性を保持できる（図１９（ｂ）中のθ_na＋α参照）。なお、図１９（ｂ）中、θ_naは、インコヒーレント化素子２８を用いない場合の指向特性を表している。

【0084】

また、インコヒーレント化素子２８としては、グレーチングセルアレイ等の回折光学素子（ＤＯＥ）やホログラム光学素子（ＨＯＥ）を用いることもできる。

【0085】

また、インコヒーレント化素子２８としては、紫外線で励起される蛍光体（青、青緑、緑、黄色、橙、赤）を光透性の樹脂、ガラス又は結晶体からなる基板躯体に分散させた蛍光散乱板を用いることもできる。蛍光体に基板躯体と異なる屈折率の散乱体を加えてもよい。この蛍光散乱板を用いる場合、第１除去手段１４ａを省略することができる。なお、蛍光体の量はＳＣ光の可視光スペクトルが太陽光の可視光スペクトルに近似するように加えるのが望ましい。

【0086】

次に、車両用灯具１０を制御するシステム構成例について図２０を参照しながら説明する。

【0087】

図２０は、車両用灯具１０を制御するシステム構成例である。

【0088】

図２０に示すように、本システムは、その全体の動作を司る演算制御装置３０（ＣＰＵ）を備えている。演算制御装置３０には、バスを介して、ヘッドランプスイッチ３２、受光センサ５８、ＳＣ光源１２、演算制御装置３０が実行する各種プログラムが格納されたプログラム格納部（図示せず）、作業領域等として用いられるＲＡＭ（図示せず）等が接続されている。受光センサ５８は、ＳＣ光の出力状態モニタや出力異常の検知をするために用いられる。これにより、ＳＣ光の出力調整や出力異常時のＳＣ光の停止ができる。また、伝送用光フィアバ１８の異常検知もできる。

【0089】

次に、上記構成の車両用灯具１０（ハイビーム用灯具ユニット１６）の動作例について、図２１を参照しながら説明する。

【0090】

図２１は、車両用灯具１０（ハイビーム用灯具ユニット１６）の動作例を示すフローチャートである。

【0091】

以下の処理は、演算制御装置３０がプログラム格納部からＲＡＭ等に読み込まれた所定プログラムを実行することにより実現される。

【0092】

まず、ヘッドランプスイッチ３２がオンされると（ステップＳ１０）、受光センサ５８から情報の読み込み及び記録情報の判別が実行され（ステップＳ１２）、次に、ＳＣ光源１２の故障判断が実行され（ステップＳ１４）、その結果、正常と判定された場合（ステップＳ１４：「正常」）、ＳＣ光源１２がＳＣ光を出力するように演算制御装置３０によって制御される（ステップＳ１６）。これとともに、ＳＣ光源１２が正常にＳＣ光を出力している旨がインパネ等に設けられたＨＬインジケータ点灯等の形態で報知される。

【0093】

ＳＣ光源１２が出力する可視波長領域を含むＳＣ光は、除去手段１４によって予め定められた可視波長領域（例えば、450 nm - 700 nm）以外の光が除去された後、集光レンズ２０で集光され、伝送用光ファイバ１８の入射端面１８ａから当該伝送用光ファイバ１８内部に導入されて出射端面１８ｂまで伝搬されて当該出射端面１８ｂから出射し、インコヒーレント化手段によって少なくとも一部がインコヒーレント化された後、投影レンズ２２を透過して前方に照射されて図２（ａ）に示すハイビーム用配光パターンＰ_Hiを形成する。なお、ＳＣ光のインコヒーレント化は、出射端面１８ｂから出射する前に行われてもよい。

【0094】

一方、ステップＳ１４で故障と判定された場合（ステップＳ１４：「故障」）、ＳＣ光源１２がＳＣ光を出力しないように演算制御装置３０によって制御される（ステップＳ２０）。これとともに、異常の記録及びＳＣ光源１２が故障した旨がインパネ等に設けられた警告灯点灯等の形態で報知される。

【0095】

以上のステップＳ１２〜Ｓ１６の処理は、ヘッドランプスイッチ３２がオフ又はステップＳ１４で故障と判定されるまで繰り返し実行される。

【0096】

本実施形態によれば、演色性低下や色分離発生の要因となる蛍光体（波長変換部材）が省略された車両用灯具１０（すなわち、従来のＬＤ等の半導体発光素子と蛍光体（波長変換部材）とを組み合わせた白色光源より演色性が高く、かつ、色分離発生を抑制することができる車両用灯具）を提供することができる。

【0097】

蛍光体を省略することができるのは、ＳＣ光源１２が出力するＳＣ光が既に白色光であることによるものである。

【0098】

従来のＬＤ等の半導体発光素子と蛍光体（波長変換部材）とを組み合わせた白色光源より演色性が高くなるのは、ＳＣ光のスペクトルが太陽光に近い連続性を持つことによるものである。

【0099】

色分離発生を抑制することができるのは、蛍光体を用いていないため、ＳＣ光の色が角度に応じて変化しない（又はほとんど変化しない）ことによるものである。

【0100】

次に、変形例について説明する。

【0101】

上記実施形態では、本発明をいわゆるダイレクトプロジェクション型（直射型とも称される）のハイビーム用灯具ユニットを用いた車両用前照灯に適用した例について説明したが、本発明はこれに限定されない。

【0102】

すなわち、本発明は、ダイレクトプロジェクション型のロービーム用灯具ユニットを用いた車両用前照灯、プロジェクタ型のハイビーム用灯具ユニット（又はロービーム用灯具ユニット）を用いた車両用前照灯、リフレクタ型のハイビーム用灯具ユニット（又はロービーム用灯具ユニット）を用いた車両用前照灯、カットオフライン形成用の反射面を含むレンズ体（例えば、特開2003-317515参照）を用いた車両用前照灯、その他各種の車両用灯具（車両用前照灯等の外部照明装置、ルームランプ等の室内照明装置、クリアランスランプ等の信号−標識装置を含む）に広く適用することができる。

【0103】

また、上記実施形態では、伝送用光ファイバ１８を用いた例について説明したが、本発明はこれに限定されない。

【0104】

例えば、伝送用光ファイバ１８を省略し、変換用光ファイバ１２ｂ（非線形光学媒質）の少なくとも一部（例えば、出射端部側）を伝送用光ファイバ１８として用いてもよい。このようにすれば、伝送用光ファイバ１８が不要となる。

【0105】

上記実施形態及び各変形例で示した各数値は全て例示であり、これと異なる適宜の数値を用いることができる。

【0106】

上記実施形態はあらゆる点で単なる例示にすぎない。これらの記載によって本発明は限定的に解釈されるものではない。本発明はその精神または主要な特徴から逸脱することなく他の様々な形で実施することができる。

【符号の説明】

【0107】

１０…車両用灯具、１２…スーパーコンティニウム光源、１２ａ…パルスレーザー光源、１２ｂ…非線形光学媒質（微細構造ファイバ、変換用光ファイバ）、１４、１４ａ、１４ｂ…除去手段、１４ｃ…赤外光吸収材、１６…光学系（ハイビーム用灯具ユニット）、１８…伝送用光ファイバ、２０…集光レンズ、２２…投影レンズ、２６…振動子、２８…インコヒーレント化素子

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】