特許 5945856 車両用灯具ユニット

(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】5945856

(24)【登録日】2016年6月10日

(45)【発行日】2016年7月5日

(54)【発明の名称】車両用灯具ユニット

(51)【国際特許分類】

   F21S 8/10 20060101AFI20160621BHJP

   F21V 8/00 20060101ALI20160621BHJP

   F21V 9/16 20060101ALI20160621BHJP

   F21Y 115/30 20160101ALN20160621BHJP

【ＦＩ】

   F21S8/10 150

   F21S8/10 171

   F21V8/00 270

   F21V9/16 100

   F21Y115:30

【請求項の数】5

【全頁数】31

(21)【出願番号】特願2012-6452(P2012-6452)

(22)【出願日】2012年1月16日

(65)【公開番号】特開2013-145722(P2013-145722A)

(43)【公開日】2013年7月25日

【審査請求日】2015年1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】中里 嘉昭

(72)【発明者】

【氏名】袁 智鵬

【審査官】 石田 佳久

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−１５４９９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２６６４６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００８／０３１０１８１（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２１Ｓ ８／１０

Ｆ２１Ｖ ８／００

Ｆ２１Ｖ ９／１６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１入光面と第１出光面とを含み、前記第１入光面から内部に導入された励起光を前記第１出光面まで導光し、前記第１出光面から出射させる共通ライトガイドと、
前記第１出光面から出射される励起光を吸収し、波長変換して所定の波長域の光を放出する波長変換部材と、
第２入光面と第２出光面とを含み、前記第２入光面から内部に導入された励起光を前記第２出光面まで導光し、前記第２出光面から出射させる個別ライトガイドと、前記第２入光面から前記個別ライトガイド内部に導入される励起光を発生する励起光源と、を備えた複数の第１光学系と、
前記波長変換部材から放出される光を車両前方に照射する第２光学系と、
を備えており、
前記複数の第１光学系それぞれの前記個別ライトガイドの第２出光面から出射する励起光が前記共通ライトガイドの第１入光面から前記共通ライトガイド内部に導入されるように、前記共通ライトガイドの第１入光面と前記複数の第１光学系それぞれの前記個別ライトガイドの第２出光面とは、互いに対向した状態で配置されており、
前記共通ライトガイドは、中心部の単一コアとその周囲を覆うクラッドとを含む光ファイバであり、そのコア断面がアスペクト比１：２以上の矩形又は楕円とされており、
前記複数の第１光学系は、前記共通ライトガイドの断面視で長手方向に配列されており、
前記共通ライトガイドの長さは、前記共通ライトガイドの第１出光面の強度分布が均一となる長さに設定されていることを特徴とする車両用灯具ユニット。

【請求項2】

前記励起光源は、半導体レーザー光源であることを特徴とする請求項１に記載の車両用灯具ユニット。

【請求項3】

前記共通ライトガイドのコア断面の面積は、１ｍｍ^２以下とされていることを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用灯具ユニット。

【請求項4】

前記複数の第１光学系それぞれの前記励起光源の波長は、互いに異なっていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の車両用灯具ユニット。

【請求項5】

前記共通ライトガイドの長さは１０ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の車両用灯具ユニット。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車両用灯具ユニットに係り、特に、複数のライトガイドを用いた車両用灯具ユニットに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、車両用灯具の分野においては、複数のライトガイド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、特に段落００３６〜００３７及び図５参照）。

【0003】

図１８（ａ）は、従来の複数のライトガイドを用いた車両用灯具２００の例である。

【0004】

図１８（ａ）に示すように、車両用灯具２００は、複数の光ファイバ２１１をファイアバンドルしたライトガイド２１０、光ファイバ２１１の一端面２１１ａ（入光面）に配置されたＬＥＤ光源２２０、光ファイバ２１１の他端面２１１ｂ（出光面）に配置された波長変換部材２３０、波長変換部材２３０の前方に配置された投影レンズ２４０等を備えている。

【0005】

上記構成の車両用灯具２００においては、ＬＥＤ光源２２０から放出された光は、光ファイバ２１１の一端面２１１ａ（入光面）から光ファイバ２１１内に導入され他端面２１１ｂ（出光面）まで導光されて、他端面２１１ｂ（出光面）から出射し、波長変換部材２３０を照射する。光ファイバ２１１からの光が照射されることで波長変換部材２３０から放射される光は、投影レンズ２４０を透過して前方に照射され、仮想鉛直スクリーン上に所定配光パターンを形成する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２００９−１９３９５４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかしながら、光ファイバ２１１は中心部のコアとその周囲を覆うクラッドとを含んでいるため、複数の光ファイバ２１１をバンドルすると、その他端面２１１ｂ（出光面）は図１８（ｂ）に示すようにコア２１１ｃがクラッド２１１ｄを挟んで配置されることとなり、その結果、クラッド２１１ｄが影となって、その他端面２１１ｂ（出光面）に強度ムラ（例えば輝度ムラ）が発生する（その結果、所定配光パターンにも強度ムラが発生する）という問題がある。

【0008】

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、複数のライトガイドを用いた車両用灯具ユニットであって、ライトガイドの出光面の強度ムラが改善された（その結果、所定配光パターンの強度ムラが改善された）車両用灯具ユニット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】

【0009】

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、第１入光面と第１出光面とを含み、前記第１入光面から内部に導入された励起光を前記第１出光面まで導光し、前記第１出光面から出射させる共通ライトガイドと、前記第１出光面から出射される励起光を吸収し、波長変換して所定の波長域の光を放出する波長変換部材と、第２入光面と第２出光面とを含み、前記第２入光面から内部に導入された励起光を前記第２出光面まで導光し、前記第２出光面から出射させる個別ライトガイドと、前記第２入光面から前記個別ライトガイド内部に導入される励起光を発生する励起光源と、を備えた複数の第１光学系と、前記波長変換部材から放出される光を車両前方に照射する第２光学系と、を備えており、前記複数の第１光学系それぞれの前記個別ライトガイドの第２出光面から出射する励起光が前記共通ライトガイドの第１入光面から前記共通ライトガイド内部に導入されるように、前記共通ライトガイドの第１入光面と前記複数の第１光学系それぞれの前記個別ライトガイドの第２出光面とは、互いに対向した状態で配置されており、前記共通ライトガイドは、中心部の単一コアとその周囲を覆うクラッドとを含む光ファイバであり、そのコア断面がアスペクト比１：２以上の矩形又は楕円とされており、前記複数の第１光学系は、前記共通ライトガイドの断面視で長手方向に配列されており、前記共通ライトガイドの長さは、前記共通ライトガイドの第１出光面の強度分布が均一となる長さに設定されていることを特徴とする。

【0010】

請求項１に記載の発明によれば、複数の個別ライトガイドで導光（伝送）される励起光が共通ライトガイド内で内部反射を繰り返すことで均一化され、この均一化された励起光が共通ライトガイドの第１出光面から出射することとなるため、クラッドが影となって、複数の光ファイバの他端面（出光面）に強度ムラが発生する従来とは異なり、ライトガイドの出光面（共通ライトガイドの第１出光面）の強度ムラが改善された（その結果、所定配光パターンの強度ムラが改善された）車両用灯具ユニットを構成することが可能となる。

【0011】

また、請求項１に記載の発明によれば、複数の励起光源からの励起光が、複数の個別ライトガイド内及び共通ライトガイド内を導光されて、共通ライトガイドの第１出光面から出射する構成であるため、高出力の車両用灯具ユニットを構成することが可能となる（車両用灯具ユニットの個数を減らすことが可能となる）。
請求項１に記載の発明によれば、車両用灯具の配光パターン（例えば、ハイビーム用配光パターンやロービーム用配光パターン）を形成するのに適した、左右方向（車幅方向）が長い光源像を形成することが可能となる。

【0012】

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、前記励起光源は、半導体レーザー光源であることを特徴とする。

【0013】

請求項２に記載の発明によれば、励起光源としてＬＥＤ光源に比べ指向性の狭い半導体レーザー光源を用いているため、効率よく励起光を導光（伝送）することが可能な車両用灯具ユニットを構成することが可能となる。

【0014】

また、半導体レーザー光源の発光点（数十［μｍ］）はＬＥＤ光源（例えば１［ｍｍ］）等に比べ小さく高出力であるため、請求項２に記載の発明によれば、小型の光源像を実現でき、車両用灯具ユニットを小型化することが可能となる。

【0019】

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、前記共通ライトガイドのコア断面の面積は、１ｍｍ^２以下とされていることを特徴とする。

【0020】

請求項３に記載の発明によれば、共通ライトガイドのコア断面の面積が１ｍｍ^２以下とすることにより（ＬＥＤ光源に比べ発光面積を小さくすることにより）、車両用灯具ユニットの小型化が可能となる。

【0021】

請求項４に記載の発明は、請求項１から３のいずれかに記載の発明において、前記複数の第１光学系それぞれの前記励起光源の波長は、互いに異なっていることを特徴とする。

【0022】

請求項４に記載の発明によれば、互いに異なる波長の複数の励起光源を用いることで、色再現性の高い車両用灯具の配光パターン（例えば、ハイビーム用配光パターンやロービーム用配光パターン）を形成することが可能となる。
請求項５に記載の発明は、請求項１から４のいずれかに記載の発明において、前記共通ライトガイドの長さは１０ｍｍ以上であることを特徴とする。

【発明の効果】

【0023】

本発明によれば、複数のライトガイドを用いた車両用灯具ユニットであって、ライトガイドの出光面の強度ムラが改善された（その結果、所定配光パターンの強度ムラが改善された）車両用灯具ユニットを提供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】車両前端の右側に配置された第１実施形態の車両用前照灯１０の例である。

【図2】スポット配光ユニット２０をその光軸ＡＸ_２０を含む水平面で切断した横断面図である。

【図3】光源ユニット２２をその光軸ＡＸ_２２ｅを含む水平面で切断した横断面図である。

【図4】リフレクタ２２ｄの出射口径／入射口径を変化させた場合、指向角内光束／光源光束がどのように変化するかをシミュレーションした結果をプロットしたグラフである。

【図5】テーパー角度αを変化させた場合、指向角内／光源光束がどのように変化するかをシミュレーションした結果をプロットしたグラフである。

【図6】出射口径／入射口径を変化させた場合の、指向角内光束／光源光束が最大となるテーパー角度αを、指向角４０°、６０°、８０°、１００°ごとにプロットしたグラフである。

【図7】スポット配光ユニット２０により形成されるスポット配光パターンＰ１ａと拡散配光ユニット３０により形成されるワイド配光パターンＰ１ｂとを合成した合成配光パターンであるすれ違いビーム用配光パターンＰ１の例である。

【図8】拡散配光ユニット３０をその光軸ＡＸ_３０を含む水平面で切断した横断面図である。

【図9】スポット配光ユニット２０（変形例）により形成されるスポット配光パターンＰ２ａと拡散配光ユニット３０（変形例）により形成されるワイド配光パターンＰ２ｂとを合成した合成配光パターンである走行ビーム用配光パターンＰ２の例である。

【図10】（ａ）ライトガイド（共通ライトガイド４１及び個別ライトガイド４２）を備えたスポット配光ユニット４０（ダイレクトプロジェクション型）をその光軸を含む鉛直面で切断した断面図、（ｂ）は共通ライトガイド４１と個別ライトガイド４２との接合部付近を拡大した断面図である。

【図11】共通ライトガイド４１と個別ライトガイド４２との接合部付近を拡大した斜視図である。

【図12】（ａ）〜（ｃ）長さＬが異なる共通ライトガイド４１それぞれに三本の個別ライトガイド４２から出射される同質の励起光を導入した場合の、共通ライトガイド４１の第１出光面４１ｂの強度分布の例である。

【図13】（ａ）〜（ｄ）長さＬが異なる共通ライトガイド４１それぞれに中央の個別ライトガイド４２から出射される励起光を導入した場合の、共通ライトガイド４１の第１出光面４１ｂの強度分布の例である。

【図14】（ａ）〜（ｅ）長さＬが異なる共通ライトガイド４１それぞれに左端の個別ライトガイド４２から出射される励起光を導入した場合の、共通ライトガイド４１の第１出光面４１ｂの強度分布の例である。

【図15】スポット配光ユニット４０本体をその光軸ＡＸ_４０を含む水平面で切断した横断面図である。

【図16】スポット配光ユニット５０をその光軸ＡＸ_５０を含む鉛直面で切断した縦断面図である。

【図17】スポット配光ユニット６０をその光軸ＡＸ_６０を含む鉛直面で切断した縦断面図である。

【図18】従来の車両用前照灯２００の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0025】

［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態である車両用前照灯１０について図面を参照しながら説明する。

【0026】

図１は、車両前端の右側に配置された車両用前照灯１０の例である。

【0027】

車両用前照灯１０は、少なくとも一つのスポット配光ユニット２０（図１中、車両中央寄りに配置された２つのスポット配光ユニット２０を例示）、少なくとも一つの拡散配光ユニット３０（図１中、車両側面寄りに配置された２つ拡散配光ユニット３０を例示）、各ユニット２０、３０の前方に配置されたアウターレンズＬ等を備えている。なお、各ユニット２０、３０は、求められる配光パターンの明るさに応じて適宜その数を増減することが可能である。各ユニット２０、３０には、それぞれの光軸調整が可能なように公知のエイミング機構（図示せず）が連結されている。

【0028】

［スポット配光ユニット２０］
図２は、スポット配光ユニット２０をその光軸ＡＸ_２０を含む水平面で切断した横断面図である。

【0029】

本実施形態のスポット配光ユニット２０は、いわゆるダイレクトプロジェクション型の灯具ユニットであり、図２に示すように、車両前後方向に延びる光軸ＡＸ_２０上に配置された投影レンズ２１、投影レンズ２１の後方に配置された光源ユニット２２等を備えている。

【0030】

投影レンズ２１は、車両前方側表面が凸面で車両後方側表面が凹面のメニスカスレンズである。本実施形態では、集光性が高いスポット配光パターンを形成する観点から、光源のサイズを考慮して、投影レンズ２１として、車両後方側焦点距離が５０［ｍｍ］、光取り込み角θ１が６０°（全角）の投影レンズを用いている。投影レンズ２１は、レンズホルダー２３に保持されて光軸ＡＸ_２０上に配置されている。なお、光取り込み角θ１とは、投影レンズ２１の車両後方側焦点Ｆ_２１近傍に配置された光源から放射される光束が当該投影レンズ２１（有効径）に入射する角度（全角）のことである。

【0031】

投影レンズ２１の車両前方側表面（凸面）は、車両後方側焦点Ｆ_２１近傍に配置された光源から放射されて当該投影レンズ２１を透過する光束が、鉛直方向より水平方向に大きく拡散して、仮想鉛直スクリーン（例えば、車両前端部前方約２５ｍに配置されている）上にカットオフラインを含むスポット配光パターンを形成するように、投影レンズ２１を透過する光束を予め定められた方向に屈折させて出射する非球面のレンズ面とされている（例えば、特開２０１０−１５３４０２号公報参照）。なお、投影レンズ２１は、メニスカスレンズに限定されず、車両前方側表面が凸面で車両後方側表面が平面の平凸レンズであってもよい。

【0032】

図３は、光源ユニット２２をその光軸ＡＸ_２２ｅを含む水平面で切断した横断面図である。

【0033】

図３に示すように、光源ユニット２２は、励起光源２２ａ、集光レンズ２２ｂ、波長変換部材２２ｃ、リフレクタ２２ｄ及びこれらを保持するホルダー２２ｅ等を備えている。励起光源２２ａ、集光レンズ２２ｂ、波長変換部材２２ｃ及びリフレクタ２２ｄは、ホルダー２２ｅに保持されて、光軸ＡＸ_２０上に配置されている。

【0034】

ホルダー２２ｅは、アルミ等の金属製筒部（例えば、円筒型筒部）であって、その前端開口を閉塞するプレート部２２ｆを含んでいる。ホルダー２２ｅは、その軸ＡＸ_２２ｅを光軸ＡＸ_２０に一致させるとともに、プレート部２２ｆを投影レンズ２１側に向けた状態でレンズホルダー２３に固定されている（図２参照）。

【0035】

プレート部２２ｆのうちホルダー２２ｅの軸ＡＸ_２２ｅ上（例えば、円筒型筒部の中心軸上）の部分には貫通穴Ｈ_２２ｆが形成されている。当該貫通穴Ｈ_２２ｆは波長変換部材２２ｃで覆われている。

【0036】

励起光源２２ａは、励起光を発生する励起光源で、ＬＥＤやＬＤ等の半導体発光素子が望ましく、特に、光利用効率の観点から、ＬＤ（レーザーダイオード）が望ましい。本実施形態では、励起光源として、発光波長が４５０［ｎｍ］程度のＬＤを用いている。なお、励起光源２２ａの波長は、４５０［ｎｍ］に限定されず、例えば、近紫外発光（４０５［ｎｍ］）のＬＤであってもよい。この場合、波長変換部材２２ｃとして、ＲＧＢ発光の蛍光体を混合させた蛍光体が用いられる。

【0037】

励起光源２２ａは、その軸ＡＸ_２２ａをホルダー２２ｅの軸ＡＸ_２２ｅに一致させるとともに、その発光面をプレート部２２ｆに向けた状態でホルダー２２ｅの後端側に固定されている。

【0038】

集光レンズ２２ｂは、励起光源２２ａから放射される励起光が入射するように、ホルダー２２ｅに固定されて励起光源２２ａの前方に配置されている。

【0039】

波長変換部材２２ｃは、励起光を吸収し、波長変換して所定の波長域の光を放出する波長変換部材（本実施形態ではＹＡＧ蛍光体）である。

【0040】

波長変換部材２２ｃは、集光レンズ２２ｂで集光された励起光源２２ａからの励起光が照射されるように（すなわち、励起光源２２ａの光源像が投影されるように）、プレート部２２ｆ（に形成された貫通穴Ｈ_２２ｆ）に固定されて集光レンズ２２ｂの前方に配置されている。

【0041】

本実施形態では、波長変換部材２２ｃとして、光軸ＡＸ_２０上に中心を持つ円形の蛍光体セラミックス（厚み：８０μｍ、直径：０．６ｍｍ、ＹＡＧの濃度：２０％、アルミナ等のセラミックス材料の濃度：８０％）を用いている。なお、蛍光体セラミックスの厚み、直径、ＹＡＧの濃度、アルミナ等のセラミックス材料の濃度はこれらに限定されず、適宜調整することが可能である。なお、波長変換部材２２ｃの形状は、円形に限られず、例えば、車両左右方向（車幅方向）が長手の楕円又は矩形形状であってもよい。

【0042】

プレート部２２ｆに形成された貫通穴Ｈ_２２ｆは、投影レンズ２１側（車両前方側）の大径穴、その反対側（車両後方側）の小径穴を含んでいる（いずれも図示せず）。大径穴と小径穴との境界には、段差部が形成されている。大径穴は、波長変換部材２２ｃと略同一の直径とされている。波長変換部材２２ｃは、段差部に当接するまで貫通穴Ｈ_２２ｆ内（大径穴内）に挿入されるとともに、接着剤等の公知の手段を用いてプレート部２２ｆ（大径穴内）に固定されている。波長変換部材２２ｃは、投影レンズ２１の車両後方側焦点Ｆ_２１より後方に位置している。

【0043】

波長変換部材２２ｃは、これを透過する励起光源２２ａからの励起光と励起光源２２ａから入射する励起光で励起されて発光した波長変換部材２２ｃからの光との混色による白色光（疑似白色光）を放射する。波長変換部材２２ｃ及び励起光源２２ａから発生する熱量は、アルミ等の金属製筒部であるホルダー２２ｅの作用により放熱される。

【0044】

波長変換部材２２ｃの表面のうち励起光源２２ａ側には、励起光源２２ａからの励起光の反射を防止するための反射防止膜（ARコート）や、励起光源２２ａからの励起光を透過させ、波長変換部材２２ｃからの黄色光を反射するダイクロコートを施してもよい。反射防止膜を施した場合には、励起光源２２ａからの励起光を効率よく波長変換部材２２ｃ内に入射させることが可能となるため、光利用効率を向上させることが可能となる。ダイクロコートを施した場合には、波長変換部材２２ｃから励起光源２２ａ側へ向かう黄色光を投影レンズ２１側へ反射させることが可能となるため、光利用効率を向上させることが可能となる。

【0045】

波長変換部材２２ｃから放射される光束の指向特性は略ランバーシアンになる。ランバーシアンとは、波長変換部材２２ｃの軸上光度を１００％（Ｉ_０）とした場合の（θ＝０）、波長変換部材２２ｃに対して所定角度θ傾いた方向の光度の割合のことであり、Ｉ（θ）＝Ｉ_０×cosθで表される。これは、波長変換部材２２ｃが放射する光束の広がりを表している。

【0046】

上記のように波長変換部材２２ｃから放射される光束の指向特性が略ランバーシアンであるため、投影レンズ２１の光取り込み角θ１が６０°（全角）である場合、波長変換部材２２ｃを投影レンズ２１の車両後方側焦点Ｆ_２１近傍に配置すると、当該波長変換部材２２ｃから放射された光束のうち約２５％が投影レンズ２１を透過するにすぎず、約７５％は投影レンズ２１を透過しない。この場合、光利用効率は約２５％となる。

【0047】

本実施形態では、投影レンズ２１を透過する光束を増やすために、波長変換部材２２ｃの前方にリフレクタ２２ｄを配置してある。

【0048】

図３に示すように、リフレクタ２２ｄは、一端側開口である入射口２２ｄ２とその反対側の他端側開口である出射口２２ｄ３とを含むとともに、投影レンズ２１の車両後方側焦点Ｆ_２１近傍に配置された出射口２２ｄ３から波長変換部材２２ｃ近傍に配置された入射口２２ｄ２に向かうにつれ錐体状に狭まるように延びる貫通穴を含んでいる。

【0049】

本実施形態では、リフレクタ２２ｄの貫通穴は、光源ユニット２２の軸ＡＸ_２２ｅを回転軸とする円錐型の貫通穴とされている（図３参照）。リフレクタ２２ｄは、例えば、樹脂（アクリルやポリカーボネイト等）を、金型に注入し、冷却、固化させることで成形されている。そして、リフレクタ２２ｄの貫通穴の内周面には、アルミ蒸着等の鏡面処理を施すことで、投影レンズ２１の車両後方側焦点Ｆ_２１近傍に配置された出射口２２ｄ３から波長変換部材２２ｃ近傍に配置された入射口２２ｄ２に向かうにつれ円錐状に狭まるように延びる錐体筒状反射面２２ｄ１が形成されている。本実施形態では、錐体筒状反射面２２ｄ１は、反射率が例えば０．８５で、光源ユニット２２の軸ＡＸ_２２ｅを含む鉛直断面に直線を含む円錐筒状反射面とされている。

【0050】

入射口２２ｄ２及び出射口２２ｄ３は、波長変換部材２２ｃの形状に合わせて、光源ユニット２２の軸ＡＸ_２２ｅ上に中心を持つ円形とされている。

【0051】

入射口２２ｄ２は、波長変換部材２２ｃから放射される光束がリフレクタ２２ｄ（錐体筒状反射面２２ｄ１）内に漏れなく入射するように、波長変換部材２２ｃと略同一サイズ（本実施形態では、直径：０．６ｍｍ）とされている。出射口２２ｄ３には、これを通過する波長変換部材２２ｃからの光束によって仮想の光源像が形成される。出射口２２ｄ３は、これに形成される仮想の光源像を前方に投影するために、投影レンズ２１の車両後方側焦点Ｆ_２１近傍に配置されている。

【0052】

リフレクタ２２ｄは、入射口２２ｄ２とプレート部２２ｆに形成された貫通穴Ｈ_２２ｆとを略一致させるとともに略密着させた状態で、ネジ、接着剤等の公知の手段を用いてプレート部２２ｆに固定されている。なお、波長変換部材２２ｃは、入射口２２ｄ２に対して車両後方側に配置されていてもよいし、入射口２２ｄ２内（錐体筒状反射面２２ｄ１内）に配置されていてもよい。

【0053】

リフレクタ２２ｄの入射口径（直径）と出射口径（直径）の比率は、以下の観点から１：２とされている。

【0054】

本出願の発明者は、リフレクタ２２ｄの出射口径／入射口径を変化させた場合、指向角内光束／光源光束がどのように変化するかについて、シミュレーションを行った。図４は、そのシミュレーションの結果をプロットしたグラフである。横軸がリフレクタ２２ｄの出射口径／入射口径、縦軸が指向角内光束／光源光束を表している。

【0055】

このシミュレーションは、入射口２２ｄ２、出射口２２ｄ３、波長変換部材２２ｃがそれぞれ円形、入射口径＝波長変換部材２２ｃの径（＝０．６ｍｍ）、テーパー角度α＝出射口２２ｄ３において指向角内光束が最大になる角度という条件の下で、指向角４０°、６０°、８０°、１００°ごとに行った。なお、テーパー角度αとは、光源ユニット２２の軸ＡＸ_２２ｅを含む錐体筒状反射面２２ｄ１の鉛直断面（直線）と光軸ＡＸ_２０とがなす角度のことである（図３参照）。光源光束とは、波長変換部材２２ｃから放射される全光束のことである。

【0056】

図４を参照すると、指向角が６０°の場合、リフレクタ２２ｄの出射口径／入射口径が約４以上のときに、指向角内光束／光源光束が最大（約７５％）となることが分かる。なお、図４中、指向角が６０°かつ出射口径／入射口径＝１のときの指向角内光束／光源光束（約２５％）は、リフレクタ２２ｄを省略した場合の指向角内光束／光源光束を表している。

【0057】

スポット配光ユニット２０の小型化を考慮すると、出射口径／入射口径をできる限り小さくすることで出射口径を小さくするのが望ましい。しかしながら、出射口径／入射口径を小さくするとそれにつれ指向角内光束／光源光束も小さくなってしまう（図４参照）。

【0058】

車両用前照灯の光源としては、光源サイズが小さくかつ光束が大きい方が望ましく、この観点からは、車両用前照灯として有効活用できる指向角全角４０〜１００°の範囲で、図４中の変曲点付近の倍率１．５〜４．０を用いるのが望ましい。

【0059】

本実施形態では、以上を考慮して、スポット配光ユニット２０の小型化を実現しつつ、なおかつ、スポット配光パターンに求められる光束を確保する観点から、入射口径と出射口径の比率として、１：２を選定してある。

【0060】

リフレクタ２２ｄのテーパー角度αは、以下の観点から１５°とされている。

【0061】

本出願の発明者は、テーパー角度αを変化させた場合、指向角内／光源光束がどのように変化するかについて、シミュレーションを行った。図５は、そのシミュレーションの結果をプロットしたグラフである。横軸がテーパー角度α、縦軸が指向角内／光源光束を表している。

【0062】

このシミュレーションは、出射口径／入射口径＝２、入射口２２ｄ２、出射口２２ｄ３、波長変換部材２２ｃがそれぞれ円形、入射口径＝波長変換部材２２ｃの径（＝０．６ｍｍ）という条件の下で、指向角４０°、６０°、８０°、１００°ごとに行った。

【0063】

図５を参照すると、テーパー角度αが特定の角度のときに、指向角内光束／光源光束が最大となること、例えば、指向角が６０°の場合、テーパー角度αが１５°のときに、指向角内光束／光源光束が最大となることが分かる。

【0064】

このように、テーパー角度αが特定の角度のときに、指向角内光束／光源光束が最大となるのは、例えば、指向角（全角）８０°の光束を取りたい場合、テーパー角度αが小さい領域では光源（波長変換部材２２ｃ）からの直射光の指向角（全角）８０°内の光束も反射されるため反射ロスが発生すること、また、出射口２２ｄ３のサイズが定まっているため、テーパー角度αが大きいとリフレクタ２２ｄの長さが短くなり錐体筒状反射面２２ｄ１に当たらない光束が増加し効率が低下すること、が原因と考えられる。

【0065】

なお、出射口径／入射口径＝２以外の場合でも、テーパー角度αが特定の角度のときに、指向角内光束／光源光束が最大となることが、本出願の発明者が行ったシミュレーションにより判明している（図６参照）。図６は、出射口径／入射口径を変化させた場合の、指向角内光束／光源光束が最大となるテーパー角度αを、指向角４０°、６０°、８０°、１００°ごとにプロットしたグラフである。横軸がリフレクタ２２ｄの出射口径／入射口径、縦軸が指向角内光束／光源光束が最大となるテーパー角度αを表している。

【0066】

図６を参照すると、入射口径と出射口径との比率が、１：１．５〜１：４．０の間において、テーパー角αを１５〜４０°内に設定することで、車両用前照灯として有効活用できる指向角４０〜１００°（全角）内の光束を最大化することが可能となることが分かる。

【0067】

本実施形態では、より明るいスポット配光パターンを形成する観点から、リフレクタ２２ｄのテーパー角度αとして、投影レンズ２１の光取り込み角θ１に対応する指向角内光束／光源光束が最大となる角度１５°を選定してある。

【0068】

なお、リフレクタ２２ｄの光軸ＡＸ_２０方向寸法は、リフレクタ２２ｄの入射口径と出射口径の比率及びテーパー角度αを上記のように選定することで、自動的に定まる。

【0069】

上記構成のスポット配光ユニット２０によれば、励起光源２２ａから放射された励起光は、集光レンズ２２ｂの作用により集光されて波長変換部材２２ｃに照射される（すなわち、励起光源２２ａの光源像が、波長変換部材２２ｃに投影される）。本実施形態では、波長変換部材２２ｃに投影される励起光源２２ａの光源像は、波長変換部材２２ｃと略同一の円形とされている。円形の光源像は、例えば、集光レンズ２２ｂの焦点位置を調整することで形成可能である。

【0070】

励起光が照射された波長変換部材２２ｃは、その表面（及び／又は内部）で散乱した励起光源２２ａからの励起光（散乱光）と励起光源２２ａから入射する励起光で励起されて発光した波長変換部材２２ｃからの光との混色による白色光（擬似白色光）を放射する。

【0071】

波長変換部材２２ｃから放射された光束は、入射口２２ｄ２から錐体筒状反射面２２ｄ１内に入射し、当該反射面２２ｄ１で反射されて出射口２２ｄ３から出射し（又は当該反射面２２ｄ１で反射されること無く直接出射口２２ｄ３から出射し）、投影レンズ２１を透過して、前方に照射される。すなわち、出射口２２ｄ３を通過する光束によって当該出射口２２ｄ３に仮想の光源像が形成されて、この仮想の光源像が前方に投影される形となる。

【0072】

これにより、仮想鉛直スクリーン（例えば、車両前端部前方約２５ｍに配置されている）上に、合成配光パターンであるすれ違いビーム用配光パターンＰ１中のホットゾーンＨｚを照射するスポット配光パターンＰ１ａが形成される（図７参照）。スポット配光パターンＰ１ａは、投影レンズ２１（車両前方側表面）の作用により形成されるカットオフラインＣＬ１ａをその上端縁に含んでいる。シェードで光束の一部を遮光してカットオフラインを形成する場合と比べ、光束の損失無く、カットオフラインＣＬ１ａを形成することが可能となる。

【0073】

なお、スポット配光ユニット２０は、スポット配光パターンＰ１ａが合成配光パターンであるすれ違いビーム用配光パターンＰ１中のホットゾーンＨｚを照射するように公知のエイミング機構（図示せず）により光軸調整されている。

【0074】

以上のように、本実施形態のスポット配光ユニット２０によれば、波長変換部材２２ｃの前方に配置されたリフレクタ２２ｄ（錐体筒状反射面２２ｄ１）の作用により、波長変換部材２２ｃから放射される光束の指向角を狭めることが可能となるため、従来、投影レンズ２１に入射させることができなかった光束を、投影レンズ２１に入射させることが可能となる。これにより、光利用効率の高い車両用前照灯を構成することが可能となる。

【0075】

本実施形態のスポット配光ユニット２０によれば、上記のように入射口径と出射口径の比率及びテーパー角度αが設定されたリフレクタ２２ｄを、波長変換部材２２ｃの前方に配置することで、波長変換部材２２ｃから放射された光束のうち約６５％が、投影レンズ２１を透過することとなる（図４参照）。すなわち、本実施形態のスポット配光ユニット２０によれば、リフレクタ２２ｄを配置しない場合と比べ、約２．５倍の光束をスポット配光パターンＰ１ａの形成に用いることが可能となる、光利用効率の極めて高いスポット配光ユニット２０を構成することが可能となる。

【0076】

また、本実施形態のスポット配光ユニット２０によれば、波長変換部材２２ｃの前方に配置されたリフレクタ２２ｄ（錐体筒状反射面２２ｄ１）の作用により、波長変換部材２２ｃから放射される光束の指向角を狭めることが可能となるため、投影レンズ２１等のサイズを小さくしても、十分な明るさのスポット配光パターンＰ１ａを形成することが可能となる。

【0077】

なお、出射口２２ｄ３の面積は２［ｍｍ^２］以下が望ましい。このようにすれば、ＬＥＤと同等の発光面積で、ＬＥＤより指向角が狭い仮想の光源を出射口２２ｄ３に形成することが可能となる。このように、ＬＥＤと同等の発光面積とすることが可能となるため、ＬＥＤ用に設計された光学系と本実施形態の光源ユニット２２とを組み合わせることで、光利用効率の高い車両用前照灯を構成することが可能となる。

【0078】

また、本実施形態のスポット配光ユニット２０によれば、励起光源２２ａと波長変換部材２２ｃとが離間して配置されているため、リフレクタ２２ｄに励起光源２２ａの熱が直に伝わることが無い。このため、リフレクタ２２ｄを樹脂等で成形したとしても、リフレクタ２２ｄが励起光源２２ａの熱の影響を受けて損傷するのを抑えることが可能となる。

【0079】

［拡散配光ユニット３０］
次に、左右方向に大きく拡散するワイド配光パターンを形成する拡散配光ユニット３０について説明する。

【0080】

図８は、拡散配光ユニット３０をその光軸ＡＸ_３０を含む水平面で切断した横断面図である。

【0081】

拡散配光ユニット３０と上記構成のスポット配光ユニット２０とを比較すると、前者の投影レンズ３１の車両後方側焦点距離及び光取り込み角θ２がそれぞれ１０［ｍｍ］及び１００°（全角）であるのに対して、後者の投影レンズ２１の車両後方側焦点距離及び光取り込み角θ１がそれぞれ５０［ｍｍ］及び６０°（全角）である点で、両者は相違する。

【0082】

また、前者のリフレクタ２２ｄの入射口径と出射口径の比率及びテーパー角度αが１：２及び２５°であるのに対して、後者のリフレクタ２２ｄの入射口径と出射口径の比率及びテーパー角度αが１：２及び１５°である点で、両者は相違する。

【0083】

上記相違点以外、スポット配光ユニット２０と同様の構成である。以下、スポット配光ユニット２０との相違点を中心に説明し、スポット配光ユニット２０と同一の構成については同一の符号を付してその説明を省略する。

【0084】

本実施形態の拡散配光ユニット３０は、いわゆるダイレクトプロジェクション型の灯具ユニットであり、図８に示すように、車両前後方向に延びる光軸ＡＸ_３０上に配置された投影レンズ３１、投影レンズ３１の後方に配置された光源ユニット２２等を備えている。光源ユニット２２は、第１実施形態で説明したものと同様である。

【0085】

投影レンズ３１は、車両前方側表面が凸面で車両後方側表面が凹面のメニスカスレンズである。本実施形態では、左右方向（例えば、左右５０°の範囲）に大きく拡散するワイド配光パターンを形成する観点から、光源のサイズを考慮して、投影レンズ３１として、車両後方側焦点距離が１０［ｍｍ］、光取り込み角θ２が１００°（全角）の投影レンズを用いている。投影レンズ３１は、レンズホルダー３３に保持されて光軸ＡＸ_３０上に配置されている。なお、光取り込み角θ２とは、投影レンズ３１の車両後方側焦点Ｆ_３１近傍に配置された光源から放射される光束が当該投影レンズ３１（有効径）に入射する角度（全角）のことである。

【0086】

投影レンズ３１の車両前方側表面（凸面）は、車両後方側焦点Ｆ_３１近傍に配置された光源から放射されて当該投影レンズ３１を透過する光束が、鉛直方向より水平方向に大きく拡散して、仮想鉛直スクリーン（例えば、車両前端部前方約２５ｍに配置されている）上にカットオフラインを含むワイド配光パターンを形成するように、投影レンズ３１を透過する光束を予め定められた方向に屈折させて出射する非球面のレンズ面とされている（例えば、特開２０１０−１５３４０２号公報参照）。なお、投影レンズ３１は、メニスカスレンズに限定されず、車両前方側表面が凸面で車両後方側表面が平面の平凸レンズであってもよい。

【0087】

上記のように波長変換部材２２ｃから放射される光束の指向特性が略ランバーシアンであるため、投影レンズ３１の光取り込み角θ２が１００°（全角）である場合、波長変換部材２２ｃを投影レンズ３１の車両後方側焦点Ｆ_３１近傍に配置すると、当該波長変換部材２２ｃから放射された光束のうち約６０％が投影レンズ３１を透過するにすぎず、約４０％は投影レンズ３１を透過しない。この場合、光利用効率は約６０％となる。

【0088】

本実施形態では、投影レンズ３１を透過する光束を増やすために、波長変換部材２２ｃの前方にリフレクタ２２ｄを配置してある。

【0089】

図８に示すように、リフレクタ２２ｄは、一端側開口である入射口２２ｄ２とその反対側の他端側開口である出射口２２ｄ３とを含むとともに、投影レンズ３１の車両後方側焦点Ｆ_３１近傍に配置された出射口２２ｄ３から波長変換部材２２ｃ近傍に配置された入射口２２ｄ２に向かうにつれ錐体状に狭まるように延びる貫通穴を含んでいる。

【0090】

本実施形態では、リフレクタ２２ｄの貫通穴は、光源ユニット２２の軸ＡＸ_２２ｅを回転軸とする円錐型の貫通穴とされている（図８参照）。

【0091】

入射口２２ｄ２は、波長変換部材２２ｃから放射される光束がリフレクタ２２ｄ（錐体筒状反射面２２ｄ１）内に漏れなく入射するように、波長変換部材２２ｃと略同一サイズ（本実施形態では、直径：０．６ｍｍ）とされている。出射口２２ｄ３には、これを通過する波長変換部材２２ｃからの光束によって仮想の光源像が形成される。出射口２２ｄ３は、これに形成される仮想の光源像を前方に投影するために、投影レンズ３１の車両後方側焦点Ｆ_３１近傍に配置されている。

【0092】

リフレクタ２２ｄの入射口径（直径）と出射口径（直径）の比率は、以下の観点から１：２とされている。

【0093】

図４を参照すると、指向角が１００°の場合、リフレクタ２２ｄの出射口径／入射口径が約２以上のときに、指向角内光束／光源光束が最大（約８８％）となることが分かる。なお、図４中、指向角が１００°かつ出射口径／入射口径＝１のときの指向角内光束／光源光束（約６０％）は、リフレクタ２２ｄを省略した場合の指向角内光束／光源光束を表している。

【0094】

本実施形態では、ワイド配光パターンに求められる光束を確保する観点から、入射口径と出射口径の比率として、１：２を選定してある。

【0095】

リフレクタ２２ｄのテーパー角度αは、以下の観点から２５°とされている。

【0096】

図５を参照すると、指向角が１００°の場合、テーパー角度αが２５°のときに、指向角内光束／光源光束が最大となることが分かる。

【0097】

本実施形態では、より明るいワイド配光パターンを形成する観点から、リフレクタ２２ｄのテーパー角度αとして、投影レンズ３１の光取り込み角θ２に対応する指向角内光束／光源光束が最大となる角度２５°を選定してある。

【0098】

なお、リフレクタ２２ｄの光軸ＡＸ_３０方向寸法は、リフレクタ２２ｄの入射口径と出射口径の比率及びテーパー角度αを上記のように選定することで、自動的に定まる。

【0099】

上記構成の拡散配光ユニット３０によれば、励起光源２２ａから放射された励起光は、集光レンズ２２ｂの作用により集光されて波長変換部材２２ｃに照射される（すなわち、励起光源２２ａの光源像が、波長変換部材２２ｃに投影される）。本実施形態では、波長変換部材２２ｃに投影される励起光源２２ａの光源像は、波長変換部材２２ｃと略同一の円形とされている。円形の光源像は、例えば、集光レンズ２２ｂの焦点位置を調整することで形成可能である。

【0100】

励起光が照射された波長変換部材２２ｃは、その表面（及び／又は内部）で散乱した励起光源２２ａからの励起光（散乱光）と励起光源２２ａから入射する励起光で励起されて発光した励起光源２２ａからの光との混色による白色光（擬似白色光）を放射する。

【0101】

波長変換部材２２ｃから放射された光束は、入射口２２ｄ２から錐体筒状反射面２２ｄ１内に入射し、当該反射面２２ｄ１で反射されて出射口２２ｄ３から出射し（又は当該反射面２２ｄ１で反射されること無く直接出射口２２ｄ３から出射し）、投影レンズ３１を透過して、前方に照射される。すなわち、出射口２２ｄ３を通過する光束によって当該出射口２２ｄ３に仮想の光源像が形成されて、この仮想の光源像が前方に投影される形となる。

【0102】

これにより、仮想鉛直スクリーン（例えば、車両前端部前方約２５ｍに配置されている）上に、合成配光パターンであるすれ違いビーム用配光パターンＰ１中の拡散領域Ａを照射するワイド配光パターンＰ１ｂが形成される（図７参照）。ワイド配光パターンＰ１ｂは、投影レンズ３１（車両前方側表面）の作用により形成されるカットオフラインＣＬ１ｂをその上端縁に含んでいる。シェードで光束の一部を遮光してカットオフラインを形成する場合と比べ、光束の損失無く、カットオフラインＣＬ１ｂを形成することが可能となる。

【0103】

なお、拡散配光ユニット３０は、ワイド配光パターンＰ１ｂが合成配光パターンであるすれ違いビーム用配光パターンＰ１中の拡散領域Ａを照射するように公知のエイミング機構（図示せず）により光軸調整されている。

【0104】

以上のように、本実施形態の拡散配光ユニット３０によれば、波長変換部材２２ｃの前方に配置されたリフレクタ２２ｄ（錐体筒状反射面２２ｄ１）の作用により、波長変換部材２２ｃから放射される光束の指向角を狭めることが可能となるため、従来、投影レンズ３１に入射させることができなかった光束を、投影レンズ３１に入射させることが可能となる。これにより、光利用効率を向上させることが可能となる。

【0105】

本実施形態の拡散配光ユニット３０によれば、上記のように入射口径と出射口径の比率及びテーパー角度αが設定されたリフレクタ２２ｄを、波長変換部材２２ｃの前方に配置することで、波長変換部材２２ｃから放射された光束のうち約８８％が、投影レンズ３１を透過することとなる（図４参照）。すなわち、本実施形態の拡散配光ユニット３０によれば、リフレクタ２２ｄを配置しない場合と比べ、約１．５倍の光束をワイド配光パターンＰ１ｂの形成に用いることが可能となる、光利用効率の極めて高い拡散配光ユニット３０を構成することが可能となる。

【0106】

また、本実施形態の拡散配光ユニット３０によれば、波長変換部材２２ｃの前方に配置されたリフレクタ２２ｄ（錐体筒状反射面２２ｄ１）の作用により、波長変換部材２２ｃから放射される光束の指向角を狭めることが可能となるため、投影レンズ３１等のサイズを小さくすることが可能となる。

【0107】

なお、出射口２２ｄ３の面積は２［ｍｍ^２］以下が望ましい。このようにすれば、ＬＥＤと同等の発光面積で、ＬＥＤより指向角が狭い仮想の光源を出射口２２ｄ３に形成することが可能となる。このように、ＬＥＤと同等の発光面積とすることが可能となるため、ＬＥＤ用に設計された光学系と本実施形態の光源ユニット２２とを組み合わせることで、光利用効率の高い車両用前照灯を構成することが可能となる。

【0108】

また、本実施形態の拡散配光ユニット３０によれば、励起光源２２ａと波長変換部材２２ｃとが離間して配置されているため、リフレクタ２２ｄに励起光源２２ａの熱が直に伝わることが無い。このため、リフレクタ２２ｄを樹脂等で成形したとしても、リフレクタ２２ｄが励起光源２２ａの熱の影響を受けて損傷するのを抑えることが可能となる。

【0109】

［合成配光パターンＰ１］
次に、上記構成のスポット配光ユニット２０と拡散配光ユニット３０とを組み合わせて構成される車両用前照灯１０により仮想鉛直スクリーン（例えば、車両前端部前方約２５ｍに配置されている）上に形成される合成配光パターンであるすれ違いビーム用配光パターンＰ１について説明する。

【0110】

図７は、スポット配光ユニット２０により形成されるスポット配光パターンＰ１ａと拡散配光ユニット３０により形成されるワイド配光パターンＰ１ｂとを合成した合成配光パターンであるすれ違いビーム用配光パターンＰ１の例である。

【0111】

カットオフラインは、灯具正面方向の消点であるＨ−Ｖを通る鉛直線であるＶ−Ｖ線を境にして左右段違いで水平方向に延びており、Ｖ−Ｖ線よりも右側が、対向車線側カットオフラインＣＬ_Ｒとして水平方向に延びるようにして形成されるとともに、Ｖ−Ｖ線より左側が、自車線側カットオフラインＣＬ_Ｌとして対向車線側カットオフラインＣＬ_Ｒよりも段上がりで水平方向に延びるようにして形成されている。そして、この自車線側カットオフラインＣＬ_ＬにおけるＶ−Ｖ線寄りの端部は、斜めカットオフラインＣＬ_Ｓとして形成されている。この斜めカットオフラインＣＬ_Ｓは、対向車線側カットオフラインＣＬ_ＲとＶ−Ｖ線との交点から左斜め上方の傾斜角（例えば４５°程度）で延びている。

【0112】

すれ違いビーム用配光パターンＰ１においては、対向車線側カットオフラインＣＬ_ＲとＶ−Ｖ線との交点であるエルボ点Ｅは、Ｈ−Ｈの０．５〜０．６°程度下方に位置しており、このエルボ点Ｅをやや左寄りに囲むようにして高光度領域であるホットゾーンＨｚが形成されている。そして、その外側にホットゾーンＨｚより拡散した拡散領域Ａが形成されている。ホットゾーンＨｚには、スポット配光ユニット２０からの光束が照射され、拡散領域Ａには、拡散配光ユニット３０からの光束が照射される。これにより、ホットゾーンＨｚがより明るい遠方視認性に優れた車両用前照灯に最適のすれ違いビーム用配光パターンＰ１を形成することが可能となる。

【0113】

以上説明したように、上記構成のスポット配光ユニット２０と拡散配光ユニット３０とを組み合わせて構成される車両用前照灯１０によれば、以下の効果を奏する。

【0114】

すなわち、本実施形態の車両用前照灯１０によれば、ＬＥＤと同等の発光面積で、ＬＥＤより指向角が狭い仮想の光源である出射口２２ｄ３からの光束でホットゾーンＨｚを照射する構成であるため、これと同等の発光面積を持つＬＥＤからの光束でホットゾーンＨｚを照射する場合と比べ、ホットゾーンＨｚがより明るい遠方視認性に優れた車両用前照灯に最適の合成配光パターンであるすれ違いビーム用配光パターンＰ１を形成することが可能となる。

【0115】

また、本実施形態の車両用前照灯１０によれば、ＬＥＤと同等の発光面積で、ＬＥＤより指向角が狭い仮想の光源である出射口２２ｄ３からの光束でホットゾーンＨｚを照射する構成であるため、これと同等の発光面積を持つＬＥＤからの光束でホットゾーンＨｚを照射する場合と比べ、より少ない数のスポット配光ユニット２０でホットゾーンＨｚを十分明るく照射することが可能となる。このように、本実施形態の車両用前照灯１０によれば、スポット配光ユニット２０の数を減らしてもホットゾーンＨｚを十分明るく照射することが可能となるため、その分、車両用前照灯１０の省スペース化を実現することが可能となる。

【0116】

同様に、本実施形態の車両用前照灯１０によれば、ＬＥＤと同等の発光面積で、ＬＥＤより指向角が狭い仮想の光源である出射口２２ｄ３からの光束で拡散領域Ａを照射する構成であるため、これと同等の発光面積を持つＬＥＤからの光束で拡散領域Ａを照射する場合と比べ、より少ない数の拡散配光ユニット３０で拡散領域Ａを十分明るく照射することが可能となる。このように、本実施形態の車両用前照灯１０によれば、拡散配光ユニット３０の数を減らしても拡散領域Ａを十分明るく照射することが可能となるため、その分、車両用前照灯１０の省スペース化を実現することが可能となる。

【0117】

次に、変形例について説明する。

【0118】

上記実施形態では、スポット配光ユニット２０により形成されるスポット配光パターンＰ１ａと拡散配光ユニット３０により形成されるワイド配光パターンＰ１ｂとを合成した合成配光パターンが、すれ違いビーム用配光パターンＰ１である例について説明したが、本発明はこれに限定されない。

【0119】

例えば、スポット配光ユニット２０により形成される配光パターンＰ２ａと拡散配光ユニット３０により形成される配光パターンＰ２ｂとを合成した合成配光パターンは、図９に示すように、走行ビーム用配光パターンＰ２であってもよい。例えば、各ユニット２０、３０の投影レンズ２１、３１の車両前方側表面を調整することで、走行ビーム用配光パターンＰ２を形成することが可能である。

【0120】

また、上記実施形態では、入射口２２ｄ２及び出射口２２ｄ３の形状が円形であるように説明したが、入射口２２ｄ２及び出射口２２ｄ３の形状は、波長変換部材２２ｃの形状に合った形状であればよく、円形に限定されない。

【0121】

例えば、円形の波長変換部材２２ｃに代えて、アスペクト比（例えば1:2〜1:5）の矩形又は楕円形状の波長変換部材２２ｃを用いる場合には、入射口２２ｄ２及び出射口２２ｄ３の形状も、アスペクト比（例えば1:2〜1:5）の矩形又は楕円形状を用いることが可能である。

【0122】

このようにすれば、車両左右方向（車幅方向）に長い光源を実現することが可能となるため、車両用前照灯として最適な配光パターンを形成することが可能となる。

【0123】

なお、図４〜図６は、入射口２２ｄ２、出射口２２ｄ３、波長変換部材２２ｃがそれぞれ円形の場合のシミュレーションの結果であるが、入射口２２ｄ２、出射口２２ｄ３、波長変換部材２２ｃがそれぞれ円形以外（例えば矩形又は楕円形状）であっても、円形の場合と同様の結果となることが判明している。

【0124】

また、上記実施形態では、錐体筒状反射面２２ｄ１の、光源ユニット２２の軸ＡＸ２２ｅを含む鉛直断面が直線であるように説明したが、錐体筒状反射面２２ｄ１の、光源ユニット２２の軸ＡＸ２２ｅを含む鉛直断面は、当該円錐筒状反射面２２ｄ１で反射された波長変換部材２２ｃからの光束が投影レンズ２１に入射する形状であればよく、直線に限定されない。

【0125】

例えば、錐体筒状反射面２２ｄ１の、光源ユニット２２の軸ＡＸ２２ｅを含む鉛直断面は、指向角内及び指向角外の光束が投影レンズ２１に入射するように、波長変換部材２２ｃから見て外側に凸の曲線であってもよい。このようにすれば、指向角内の光束に加え、指向角外の光束が投影レンズ２１に入射することとなるため、その分、光利用効率がさらに向上することとなり、より高い明るいスポット配光パターン、ワイド配光パターンを形成することが可能となる。

【0126】

［第２実施形態］
次に、スポット配光ユニット２０の第２実施形態として、ライトガイド（共通ライトガイド４１及び個別ライトガイド４２）を備えたスポット配光ユニット４０（ダイレクトプロジェクション型）について説明する。

【0127】

図１０（ａ）はライトガイド（共通ライトガイド４１及び個別ライトガイド４２）を備えたスポット配光ユニット４０（ダイレクトプロジェクション型）をその光軸を含む鉛直面で切断した断面図、図１０（ｂ）は共通ライトガイド４１と個別ライトガイド４２との接合部付近を拡大した断面図である。図１１は、共通ライトガイド４１と個別ライトガイド４２との接合部付近を拡大した斜視図である。

【0128】

本実施形態のスポット配光ユニット４０は、第１実施形態のスポット配光ユニット２０と比べ、ライトガイド（共通ライトガイド４１及び個別ライトガイド４２）を備えている点、矩形形状の波長変換部材２２ｃを用いている点が相違する。それ以外、第１実施形態のスポット配光ユニット２０と同様の構成である。以下、第１実施形態のスポット配光ユニット２０との相違点を中心に説明し、第１実施形態のスポット配光ユニット２０と同一の構成については同一の符号を付してその説明を省略する。

【0129】

本実施形態のスポット配光ユニット４０は、いわゆるダイレクトプロジェクション型の灯具ユニットであり、図１０（ａ）に示すように、車両前後方向に延びる光軸ＡＸ_４０上に配置された投影レンズ２１、共通ライトガイド４１、個別ライトガイド４２、第１フェルール４３、第２フェルール４４、波長変換部材２２ｃ、光源ユニット２２Ａ、リフレクタ２２ｄ等を備えている。

【0130】

投影レンズ２１は、レンズホルダー２３に保持されて光軸ＡＸ_４０上に配置されている。

【0131】

図１０（ｂ）、図１１に示すように、共通ライトガイド４１は、第１入光面４１ａと第１出光面４１ｂとを含み、第１入光面４１ａから内部に導入された励起光を第１出光面４１ｂまで導光（又は伝送）し、第１出光面４１ｂから出射させる導光部材であり、例えば、中心部のコアとその周囲を覆うクラッドとを含む光ファイバである。本実施形態では、共通ライトガイド４１として、コア断面のアスペクト比が１：２＝高さＨ（例えば０．４［ｍｍ］）：幅Ｗ（例えば０．８［ｍｍ］）の矩形で、ＮＡが０．２２の光ファイバを用いている（図１１参照）。なお、共通ライトガイド４１のクラッドの外形は円形である。共通ライトガイド４１のＮＡは個別ライトガイド４２のＮＡ以上が望ましい。

【0132】

なお、コア断面のアスペクト比は１：２以上であればよく、矩形以外の例えば楕円であってもよい。このようにコア断面のアスペクト比が１：２以上の共通ライトガイド４１を用いることで、車両用灯具の配光パターン（例えば、ハイビーム用配光パターンやロービーム用配光パターン）を形成するのに適した、左右方向（車幅方向）が長い光源像を形成することが可能となる。

【0133】

コアは、クラッドと比較して屈折率が高い。従って、共通ライトガイド４１の第１入光面４１ａから共通ライトガイド４１内に導入された励起光は、コアとクラッドとの境界の全反射を利用してコア内部に閉じこめられた状態で第１出光面４１ｂまで導光されて、第１出光面４１ｂから出射する。

【0134】

共通ライトガイド４１の基端部は、第１フェルール４３に形成されたライトガイド用貫通穴４３ａに挿入されて第１フェルール４３に固定されている。共通ライトガイド４１と第１フェルール４３とは接着により固定されている。共通ライトガイド４１の基端面（第１入光面４１ａ）と第１フェルール４３の基端面とは、第１フェルール４３の基端面を研磨することで、ライトガイド用貫通穴４１ａの軸に直交する同一平面とされている。

【0135】

第１フェルール４３は、その基端部がレセプタ４５のスリーブ４５ａの一端側に挿入されてこれに嵌合している。

【0136】

第１フェルール４３は、上記のようにレセプタ４５のスリーブ４５ａに嵌合した状態で第１コネクタ４６をレセプタ４５にネジ止め固定することにより、レセプタ４５に固定されている。第１コネクタ４６としては、例えば、ＪＩＳ規格のＦＣコネクタやＳＣコネクタ等の公知のものを用いることが可能である。

【0137】

共通ライトガイド４２の先端部は、保持部材４７に形成されたライトガイド用貫通穴４７ａに挿入されて保持部材４７に固定されている。

【0138】

個別ライトガイド４２は、第２入光面４２ａと第２出光面４２ｂとを含み、第２入光面４２ａから内部に導入された励起光を第２出光面４２ｂまで導光（又は伝送）し、第２出光面４２ｂから出射させる導光部材であり、例えば、中心部のコアとその周囲を覆うクラッドとを含む光ファイバである。本実施形態では、個別ライトガイド４２として、コア断面が直径ｄ（例えば０．２［ｍｍ］）の円形で、ＮＡが０．２２の三本の光ファイバを用いている（図１１参照）。なお、個別ライトガイド４２のクラッドの外形は円形である。

【0139】

コアは、クラッドと比較して屈折率が高い。従って、個別ライトガイド４２の第２入光面４２ａから個別ライトガイド４２内に導入された励起光は、コアとクラッドとの境界の全反射を利用してコア内部に閉じこめられた状態で第２出光面４２ｂまで導光されて、第２出光面４２ｂから出射する。なお、個別ライトガイド４２は、２つ以上であればよく、３つに限定されない。

【0140】

個別ライトガイド４２の先端部は、第２フェルール４４に形成されたライトガイド用貫通穴４４ａに挿入されて第２フェルール４４に固定されている。個別ライトガイド４２と第２フェルール４４とは接着により固定されている。個別ライトガイド４２の先端面（第２出光面４２ｂ）と第２フェルール４４の先端面とは、第２フェルール４４の先端面を研磨することで、ライトガイド用貫通穴４４ａの軸に直交する同一平面とされている。なお、第１フェルール４３と第２フェルール４４は同径である。

【0141】

共通ライトガイド４１の第１入光面４１ａと個別ライトガイド４２の第２出光面４２ｂとは、次のように配置されている。

【0142】

第２フェルール４４は、その先端面（個別ライトガイド４２の第２出光面４２ｂ）が第１フェルール４３の基端面（共通ライトガイド４１の第１入光面４１ａ）に突き当たるまでレセプタ４５のスリーブ４５ａの他端側に挿入されてこれに嵌合している。これにより、個別ライトガイド４２の第２出光面４２ｂと共通ライトガイド４１の第１入光面４１ａとが対向し、面接触した状態でかつ同軸に配置されている。個別ライトガイド４２の第２出光面４２ｂは、共通ライトガイド４１の第１入光面４１ａ内に位置している（図１１参照）。なお、レセプタ４５は、スリーブ構造によって第１フェルール４３と第２フェルール４４とを精度よく接続でき、接続損失が少ないものが望ましい。

【0143】

以上のように共通ライトガイド４１の第１入光面４１ａと個別ライトガイド４２の第２出光面４２ｂとが配置されているため、個別ライトガイド４２の第２出光面４２ｂから出射する励起光を、共通ライトガイド４１の第１入光面４１ａから共通ライトガイド４１内部に効率よく導入することが可能となる。

【0144】

第２フェルール４４は、上記のようにレセプタ４５のスリーブ４５ａに嵌合した状態で第２コネクタ４８をレセプタ４５にネジ止め固定することにより、レセプタ４５に固定されている。第２コネクタ４８としては、例えば、ＪＩＳ規格のＦＣコネクタやＳＣコネクタ等の公知のものを用いることが可能である。

【0145】

個別ライトガイド４２の基端部は、保持部材２２ｇに形成されたライトガイド用貫通穴２２ｇ１に挿入されて保持部材２２ｇに固定されている。個別ライトガイド４２の基端面（第２入光面４２ａ）は、励起光源２２ａの前方近傍に配置されている。励起光源２２ａからの励起光が効率よく入光するように、個別ライトガイド４２の第１入光面４２ａと励起光源２２ａとの間には、集光レンズ２２ｂが配置されている。

【0146】

保持部材２２ｇ、集光レンズ２２ｂ及び励起光源２２ａは、ホルダー２２ｅに保持されて、光源ユニット２２Ａを構成している。

【0147】

各ライトガイド４１、４２は、励起光源２２ａからの励起光を導光することができるものであればよく、単線ファイバであってもよいし、多線ファイバであってもよい。また、共通ライトガイド４１は多モードファイバであり、個別ライトガイド４２は単一モードファイバであってもよいし、多モードファイバであってもよい。また、各ライトガイド４１、４２の材質は特に問わない。例えば、各ライトガイド４１、４２は、石英ガラス製であってもよいし、プラスチック製であってもよいし、透明樹脂からなる導光部材（例えば導光棒）であってもよい。なお、各ライトガイド４１、４２は、単線ファイバ、多モードファイバが好ましい。

【0148】

各フェルール４３、４４は、ステンレス製、ニッケル製、ジルコニア製であってもよいし、その他の金属製、樹脂製、ガラス製であってもよく、その材質は特に問わない。

【0149】

各励起光源２２ａの波長（中心波長）は、同一であってもよいし、異なっていてもよい。励起光源２２ａとしての半導体レーザー光源はスペクトル幅が狭いため、互いに異なる波長の複数の励起光源２２ａを用いることで、色再現性の高い車両用灯具の配光パターン（例えば、ハイビーム用配光パターンやロービーム用配光パターン）を形成することが可能となる。なお、各励起光源２２ａの波長（中心波長）は、それぞれのスペクトルの半値幅以上異なっていることが望ましい（例えば、図１０（ａ）中上段の励起光源２２ａの波長：４４０［ｎｍ］、中段の励起光源２２ａの波長：４４５［ｎｍ］、下段の励起光源２２ａの波長：４５０［ｎｍ］）。なお、励起光源２２ａとしての半導体レーザー光源には、図示しないペルチェ素子やヒートシンクが備えられており、スポット配光ユニット４０と切り離すことが可能となっている。

【0150】

励起光源２２ａからの励起光は、集光レンズ２２ｂで集光され、個別ライトガイド４２の第２入光面４２ａ（コア）から個別ライトガイド４２内に導入され第２出光面４２ｂまで導光されて、第２出光面４２ｂから出射し、さらに、共通ライトガイド４１の第１入光面４１ａ（コア）から共通ライトガイド４１内に導入され第１出光面４１ｂまで導光されて、第１出光面４１ｂから出射する。

【0151】

個別ライトガイド４２は中心部のコアとその周囲を覆うクラッドとを含んでいるため、複数の個別ライトガイド４２の第２出光面４２ｂはコアがクラッドを挟んで配置されることとなり、その結果、クラッドが影となって、その第２出光面４２ｂに強度ムラが発生する。

【0152】

これに対して、本出願の発明者は、共通ライトガイド４１の長さＬ（図１０（ｂ）、図１１参照）を長くすることで、共通ライトガイド４１の第１出光面４１ｂの強度ムラが改善されて強度分布が均一（又は略均一）となることを確認した。

【0153】

図１２（ａ）〜図１２（ｃ）は、長さＬが異なる共通ライトガイド４１それぞれに三本の個別ライトガイド４２から出射される同質の励起光を導入した場合の、共通ライトガイド４１の第１出光面４１ｂの強度分布を表している。

【0154】

図１２（ａ）〜図１２（ｃ）を参照すると、共通ライトガイド４１の長さＬを、２．５［ｍｍ］（図１２（ａ）参照）→５［ｍｍ］（図１２（ｂ）参照）→１０［ｍｍ］（図１２（ｃ）参照）のように長くするに従って強度ムラが次第に改善され、長さＬ＝１０［ｍｍ］で強度分布が均一（又は略均一）となることが分かる。これは、共通ライトガイド４１の長さＬが長くなると、三本の個別ライトガイド４２で導光（伝送）される励起光が共通ライトガイド４１内で内部反射を繰り返す回数が増えて均一化され、この均一化された励起光が共通ライトガイド４１の第１出光面４１ｂから出射するためである。

【0155】

また、本出願の発明者は、共通ライトガイド４１の長さＬを長くすることで、共通ライトガイド４１の第１入光面４１ａに対する個別ライトガイド４２の第２出光面４２ｂの位置にかかわらず、共通ライトガイド４１の第１出光面４１ｂの強度ムラが改善されて強度分布が均一（又は略均一）となることを確認した。

【0156】

図１３（ａ）〜図１３（ｄ）は、長さＬが異なる共通ライトガイド４１それぞれに中央の個別ライトガイド４２から出射される励起光を導入した場合の、共通ライトガイド４１の第１出光面４１ｂの強度分布を表している。図１４（ａ）〜図１４（ｅ）は、長さＬが異なる共通ライトガイド４１それぞれに左端の個別ライトガイド４２から出射される励起光を導入した場合の、共通ライトガイド４１の第１出光面４１ｂの強度分布を表している。

【0157】

図１３（ａ）〜図１３（ｄ）を参照すると、共通ライトガイド４１の長さＬを、２．５［ｍｍ］→５［ｍｍ］→１０［ｍｍ］→２０［ｍｍ］のように長くするに従って、強度ムラが次第に改善され、長さＬ＝２０［ｍｍ］で強度分布が均一（又は略均一）となることが分かる。これは、共通ライトガイド４１の長さＬが長くなると、中央の個別ライトガイド４２で導光（伝送）される励起光が共通ライトガイド４１内で内部反射を繰り返す回数が増えて均一化され、この均一化された励起光が共通ライトガイド４１の第１出光面４１ｂから出射するためである。

【0158】

図１４（ａ）〜図１４（ｅ）を参照すると、共通ライトガイド４１の長さＬを、２．５［ｍｍ］→５［ｍｍ］→１０［ｍｍ］→２０［ｍｍ］→３０［ｍｍ］のように長くするに従って、強度ムラが次第に改善され、長さＬ＝３０［ｍｍ］で強度分布が均一（又は略均一）となることが分かる。これは、共通ライトガイド４１の長さＬが長くなると、左端の個別ライトガイド４２で導光（伝送）される励起光が共通ライトガイド４２内で内部反射を繰り返す回数が増えて均一化され、この均一化された励起光が共通ライトガイド４２の第１出光面４２ｂから出射するためである。

【0159】

以上のように、共通ライトガイド４１の長さＬを長くすることで、共通ライトガイド４１の第１入光面４１ａに対する個別ライトガイド４２の第２出光面４２ｂの位置にかかわらず、共通ライトガイド４１の第１出光面４１ｂの強度ムラが改善されて強度分布が均一（又は略均一）となることが分かる。

【0160】

上記知見に基づき、共通ライトガイド４１の長さＬは、共通ライトガイド４１の第１出光面４１ｂの強度分布が均一（又は略均一）となる長さ（本実施形態では、長さＬ＝１０［ｍｍ］）に設定されている。

【0161】

波長変換部材２２ｃは、共通ライトガイド４１の第１出光面４１ｂの全面を覆っている。例えば、波長変換部材２２ｃは、共通ライトガイド４１の第１出光面４１ｂに接着剤で貼り付けられて共通ライトガイド４１の第１出光面４１ｂの全面を覆っている。

【0162】

本実施形態の波長変換部材２２ｃは、第１実施形態の波長変換部材２２ｃと比べ、共通ライトガイド４１の第１出光面４１ｂの形状に合わせて、共通ライトガイド４１の第１出光面４１ｂと同じアスペクト比（１：２）の矩形とされている点が相違する。それ以外、第１実施形態の波長変換部材２２ｃと同様の構成である。

【0163】

波長変換部材２２ｃは、共通ライトガイド４１の第１出光面４１ｂ（０．８×０．４［ｍｍ］の矩形）よりやや大きい矩形とされている。従って、波長変換部材２２ｃの周囲は、共通ライトガイド４１の第１出光面４１ｂの周囲より若干はみ出ている。従って、共通ライトガイド４１の第１出光面４１ｂから出射する励起光は全て波長変換部材２２ｃに照射される。これにより、共通ライトガイド４１の第１出光面４１ｂから出射する励起光が波長変換部材２２ｃ内を伝搬し色ムラが発生するのを防止することが可能となる。

【0164】

リフレクタ２２ｄは、その出射口２２ｄ３を投影レンズ２１に向けた状態でレンズホルダー２３に固定された保持部材４７の前面にネジ、接着剤等の公知の手段を用いて固定されて、光軸ＡＸ_４０上に配置されている。

【0165】

本実施形態のリフレクタ２２ｄは、第１実施形態のリフレクタ２２ｄと比べ、入射口２２ｄ２及び出射口２２ｄ３が、波長変換部材２２ｃの形状に合わせて、共通ライトガイド４１の第１出光面４１ｂと同じアスペクト比（１：２）の矩形とされている点が相違する。それ以外、第１実施形態のリフレクタ２２ｄと同様の構成である。

【0166】

リフレクタ２２ｄの入射口２２ｄ２は、波長変換部材２２ｃの前方近傍に配置されている。リフレクタ２２ｄの入射口２２ｄ２の外形と波長変換部材２２ｃの外形とは、一致している。従って、波長変換部材２２ｃから放射される光束は全てリフレクタ２２ｄの入射口２２ｄ２からリフレクタ２２ｄ（錐体筒状反射面２２ｄ１）内に入射する。なお、波長変換部材２２ｃは、入射口２２ｄ２内（錐体筒状反射面２２ｄ１内）に配置されていてもよいし、入射口２２ｄ２に対して車両後方側に若干離れた位置に配置されていてもよい。リフレクタ２２ｄの出射口２２ｄ３は、投影レンズ２１の後側の焦点Ｆ_２１近傍に配置されている。

【0167】

上記構成のスポット配光ユニット４０によれば、励起光源２２ａからの励起光は、集光レンズ２２ｂで集光され、個別ライトガイド４２の第２入光面４２ａ（コア）から個別ライトガイド４２内に導入され第２出光面４２ｂまで導光されて、第２出光面４２ｂから出射し、さらに、共通ライトガイド４１の第１入光面４１ａ（コア）から共通ライトガイド４１内に導入され第１出光面４１ｂまで導光されて、強度分布が均一（又は略均一）の励起光として第１出光面４１ｂから出射し、波長変換部材２２ｃを照射する。

【0168】

励起光が照射された波長変換部材２２ｃは、その表面（及び／又は内部）で散乱した励起光源２２ａからの励起光（散乱光）と励起光源２２ａから入射する励起光で励起されて発光した波長変換部材２２ｃからの光との混色による白色光（擬似白色光）を放射する。

【0169】

波長変換部材２２ｃから放射された光束は、図１５に示すように、リフレクタ２２ｄの入射口２２ｄ２からリフレクタ２２ｄ（錐体筒状反射面２２ｄ１）内に入射し、当該反射面２２ｄ１で反射されて出射口２２ｄ３から出射し（又は当該反射面２２ｄ１で反射されること無く直接出射口２２ｄ３から出射し）、投影レンズ２１を透過して、前方に照射される。すなわち、リフレクタ２２ｄの出射口２２ｄ３を通過する光束によって当該出射口２２ｄ３に仮想の光源像が形成されて、この仮想の光源像が前方に投影される形となる。

【0170】

これにより、仮想鉛直スクリーン（例えば、車両前端部前方約２５ｍに配置されている）上に、合成配光パターンであるすれ違いビーム用配光パターンＰ１中のホットゾーンＨｚを照射するスポット配光パターンＰ１ａが形成される（図７参照）。スポット配光パターンＰ１ａは、投影レンズ２１（車両前方側表面）の作用により形成されるカットオフラインＣＬ１ａをその上端縁に含んでいる。シェードで光束の一部を遮光してカットオフラインを形成する場合と比べ、光束の損失無く、カットオフラインＣＬ１ａを形成することが可能となる。

【0171】

上記のように、共通ライトガイド４１の作用により、その第１出光面４１ｂの強度ムラが改善され、強度分布が均一（又は略均一）となるため、リフレクタ２２ｄの出射口２２ｄ３に形成される仮想の光源像の強度分布も均一（又は略均一）となる。その結果、スポット配光パターンＰ１ａも強度ムラが改善され、強度分布が均一（又は略均一）の配光パターンとなる。

【0172】

なお、スポット配光ユニット４０は、スポット配光パターンＰ１ａが合成配光パターンであるすれ違いビーム用配光パターンＰ１中のホットゾーンＨｚを照射するように公知のエイミング機構（図示せず）により光軸調整されている。

【0173】

以上説明したように、本実施形態によれば、複数の個別ライトガイド４２で導光（伝送）される励起光が共通ライトガイド４１内で内部反射を繰り返すことで均一化され、この均一化された励起光が共通ライトガイド４１の第１出光面４１ｂから出射することとなるため、クラッドが影となって、複数の光ファイバの他端面（出光面）に強度ムラが発生する従来（図１８参照）とは異なり、ライトガイドの出光面（共通ライトガイド４１の第１出光面４１ｂ）の強度ムラが改善された（その結果、スポット配光パターンＰ１ａの強度ムラが改善された）スポット配光ユニット４０を構成することが可能となる。

【0174】

また、本実施形態によれば、複数の励起光源２２ａからの励起光が、複数の個別ライトガイド４２内及び共通ライトガイド４１内を導光されて、共通ライトガイド４１の第１出光面４１ｂから出射する構成であるため、高出力のスポット配光ユニット４０を構成することが可能となる（車両用灯具ユニットの個数を減らすことが可能となる）。

【0175】

また、本実施形態によれば、励起光源２２ａとしてＬＥＤ光源に比べ指向性の狭い半導体レーザー光源を用いているため、効率よく励起光を導光（伝送）することが可能なスポット配光ユニット４０を構成することが可能となる。

【0176】

また、励起光源２２ａとしての半導体レーザー光源の発光点（数十［μｍ］）はＬＥＤ光源（例えば１［ｍｍ］）等に比べ小さく高出力であるため、本実施形態によれば、小型の光源像を実現でき、スポット配光ユニット４０を小型化することが可能となる。

【0177】

また、本実施形態によれば、中心部が単一コアの光ファイバ４２を用いているため、複数の細い光ファイバをファイババンドルして１本とした光ファイバを用いる場合と比較し、光の利用効率を高めることが可能となる（ファイババンドルして１本とした光ファイバはクラッドに入射した光がロスとなる）。

【0178】

また、本実施形態によれば、車両用灯具の配光パターン（例えば、ハイビーム用配光パターンやロービーム用配光パターン）を形成するのに適した、左右方向（車幅方向）が長い光源像を形成することが可能となる。

【0179】

また、本実施形態によれば、共通ライトガイドのコア断面の面積が１［ｍｍ^２］以下とすることにより（ＬＥＤ光源に比べ発光面積を小さくすることにより）、スポット配光ユニット４０の小型化が可能となる。

【0180】

また、本実施形態によれば、スポット配光ユニット４０本体と光源ユニット２２Ａ（励起光源２２ａ等）とを分離したため（図１０（ａ）参照）、光源ユニット２２Ａ（励起光源２２ａ等）を車両内又は車室内の雰囲気温度が安定した場所に設置することが可能となる。すなわち、光源ユニット２２Ａ（励起光源２２ａ等）の設置場所の自由度が増す。

【0181】

また、本実施形態によれば、スポット配光ユニット４０本体と光源ユニット２２Ａ（励起光源２２ａ等）とを分離したため（図１０（ａ）参照）、光源ユニット２２Ａ（励起光源２２ａ等）をスポット配光ユニット４０本体内部に配置した場合と比べ、スポット配光ユニット４０本体の軽量化、エイミング機構等の簡素化が可能となる。

【0182】

また、本実施形態によれば、上記のようにスポット配光ユニット４０本体の軽量化が可能となるため、スポット配光ユニット４０本体に公知のエイミング機構を連結した場合に、当該エイミング機構に加わる重量負荷を低減することが可能となる。これにより、エイミング機構に加わる重量負荷に起因する各種不具合を低減することが可能となる。また、エイミング機構を構成するアクチュエータの小型化・省電力化も期待できる。

【0183】

また、本実施形態によれば、波長変換部材２２ｃの前方に配置されたリフレクタ２２ｄ（錐体筒状反射面２２ｄ１）の作用により、波長変換部材２２ｃから放射される光束の指向角を狭めることが可能となるため、従来、投影レンズ２１に入射させることができなかった光束を、投影レンズ２１に入射させることが可能な、光利用効率の高いスポット配光ユニット４０を構成することが可能となる。

【0184】

以上、スポット配光ユニット２０の第２実施形態として、ライトガイド（共通ライトガイド４１及び個別ライトガイド４２）を備えたスポット配光ユニット４０（ダイレクトプロジェクション型）を構成する例について説明したが、拡散配光ユニット３０についても、同様にして、ライトガイド（共通ライトガイド４１及び個別ライトガイド４２）を備えた拡散配光ユニット（ダイレクトプロジェクション型）を構成することが可能である。

【0185】

［第３実施形態］
次に、スポット配光ユニット２０の第３実施形態として、ライトガイド（共通ライトガイド４１及び個別ライトガイド４２）を備えたスポット配光ユニット５０（リフレクタ型）について説明する。

【0186】

図１６は、ライトガイド（共通ライトガイド４１及び個別ライトガイド４２）を備えたスポット配光ユニット５０（リフレクタ型）をその光軸を含む鉛直面で切断した断面図である。

【0187】

本実施形態のスポット配光ユニット４０は、第２実施形態のスポット配光ユニット４０と比べ、リフレクタ型の灯具ユニットである点、及び、リフレクタ２２ｄを備えていない点が相違するが、第２実施形態のスポット配光ユニット４０と同様の構成（共通ライトガイド４１、個別ライトガイド４２、第１フェルール４３、第２フェルール４４、波長変換部材２２ｃ、光源ユニット２２Ａ）を備えている。以下、第２実施形態のスポット配光ユニット４０との相違点を中心に説明し、第２実施形態のスポット配光ユニット４０と同一の構成については同一の符号を付してその説明を省略する。

【0188】

本実施形態のスポット配光ユニット５０は、リフレクタ型の灯具ユニットであり、図１６に示すように、第２実施形態のスポット配光ユニット４０と同様の構成（共通ライトガイド４１、個別ライトガイド４２、第１フェルール４３、第２フェルール４４、波長変換部材２２ｃ、光源ユニット２２Ａ）、放物面系の反射面５１等を備えている。

【0189】

保持部材４７は、図１６に示すように、波長変換部材２２ｃ（発光面）を下向きとした状態で、車両側（例えば、ハウジングや車体フレーム等）に固定されている。

【0190】

反射面５１は、焦点Ｆ_５１が波長変換部材２２ｃ近傍に設定され、車両前後方向に延びる光軸ＡＸ_５０（回転軸）を持つ放物面系の反射面（回転放物面又はこれに類する自由曲面等）である。反射面５１は、波長変換部材２２ｃから入射する光を予め定められた方向へ反射（配分）して、車両前面に正対した仮想鉛直スクリーン（例えば、車両前方約２５ｍに配置されている）上に、図７に示すように、カットオフラインＣＬ１ａを含むスポット配光パターンＰ１ａを形成するように構成されている。

【0191】

上記構成のスポット配光ユニット５０によれば、励起光源２２ａからの励起光は、集光レンズ２２ｂで集光され、個別ライトガイド４２の第２入光面４２ａ（コア）から個別ライトガイド４２内に導入され第２出光面４２ｂまで導光されて、第２出光面４２ｂから出射し、さらに、共通ライトガイド４１の第１入光面４１ａ（コア）から共通ライトガイド４１内に導入され第１出光面４１ｂまで導光されて、強度分布が均一（又は略均一）の励起光として第１出光面４１ｂから出射し、波長変換部材２２ｃを照射する。

【0192】

励起光が照射された波長変換部材２２ｃは、その表面（及び／又は内部）で散乱した励起光源２２ａからの励起光（散乱光）と励起光源２２ａから入射する励起光で励起されて発光した波長変換部材２２ｃからの光との混色による白色光（擬似白色光）を放射する。

【0193】

波長変換部材２２ｃから放射された光束は、反射面５１で反射されて前方に照射される。

【0194】

これにより、仮想鉛直スクリーン（例えば、車両前端部前方約２５ｍに配置されている）上に、合成配光パターンであるすれ違いビーム用配光パターンＰ１中のホットゾーンＨｚを照射するスポット配光パターンＰ１ａが形成される（図７参照）。

【0195】

上記のように、共通ライトガイド４１の作用により、その第１出光面４１ｂの強度ムラが改善され、強度分布が均一（又は略均一）となるため、波長変換部材２２ｃの強度分布も均一（又は略均一）となる。その結果、スポット配光パターンＰ１ａも強度ムラが改善され、強度分布が均一（又は略均一）の配光パターンとなる。

【0196】

なお、スポット配光ユニット５０は、スポット配光パターンＰ１ａが合成配光パターンであるすれ違いビーム用配光パターンＰ１中のホットゾーンＨｚを照射するように公知のエイミング機構（図示せず）により光軸調整されている。

【0197】

以上説明したように、本実施形態のスポット配光ユニット５０によっても、第２実施形態のスポット配光ユニット４０と同様、ライトガイドの出光面（共通ライトガイド４１の第１出光面４１ｂ）の強度ムラが改善された（その結果、スポット配光パターンＰ１ａの強度ムラが改善された）スポット配光ユニット５０を構成することが可能となる。

【0198】

なお、波長変換部材２２ｃは、図１６に示すように、その光軸ＡＸ_２２ｃが鉛直方向に延びるように配置されていてもよいし、あるいは、その光軸ＡＸ_２２ｃ（の下方）が車両後方側に傾斜した方向に延びるように配置されていてもよい。波長変換部材２２ｃを、その光軸ＡＸ_２２ｃ（の下方）が後方に傾斜した方向に延びるように配置した場合、波長変換部材２２ｃから放射される光束の指向分布も車両後方側に傾くため、光利用効率をさらに向上させることが可能となる。

【0199】

以上、スポット配光ユニット２０の第３実施形態として、ライトガイド（共通ライトガイド４１及び個別ライトガイド４２）を備えたスポット配光ユニット５０（リフレクタ型）を構成する例について説明したが、拡散配光ユニット３０についても、同様にして、ライトガイド（共通ライトガイド４１及び個別ライトガイド４２）を備えた拡散配光ユニット（リフレクタ型）を構成することが可能である。

【0200】

［第４実施形態］
次に、スポット配光ユニット２０の第４実施形態として、ライトガイド（共通ライトガイド４１及び個別ライトガイド４２）を備えたスポット配光ユニット６０（プロジェクタ型）について説明する。

【0201】

図１７は、ライトガイド（共通ライトガイド４１及び個別ライトガイド４２）を備えたスポット配光ユニット６０（プロジェクタ型）をその光軸を含む鉛直面で切断した断面図である。

【0202】

本実施形態のスポット配光ユニット６０は、第２実施形態のスポット配光ユニット４０と比べ、プロジェクタ型の灯具ユニットである点、及び、リフレクタ２２ｄを備えていない点が相違するが、第２実施形態のスポット配光ユニット４０と同様の構成（共通ライトガイド４１、個別ライトガイド４２、第１フェルール４３、第２フェルール４４、波長変換部材２２ｃ、光源ユニット２２Ａ）を備えている。以下、第２実施形態のスポット配光ユニット４０との相違点を中心に説明し、第２実施形態のスポット配光ユニット４０と同一の構成については同一の符号を付してその説明を省略する。

【0203】

本実施形態のスポット配光ユニット６０は、プロジェクタ型の灯具ユニットであり、図１７に示すように、第２実施形態のスポット配光ユニット４０と同様の構成（共通ライトガイド４１、個別ライトガイド４２、第１フェルール４３、第２フェルール４４、波長変換部材２２ｃ、光源ユニット２２Ａ）、車両前後方向に延びる光軸ＡＸ_６０上に配置された投影レンズ６１、反射面６２、シェード６３等を備えている。

【0204】

保持部材５７は、図１７に示すように、波長変換部材２２ｃ（発光面）を上向きとした状態で、シェード６３に固定されている。波長変換部材２２ｃは、投影レンズ６１の焦点Ｆ_６１よりも車両後方側かつ光軸ＡＸ_６０近傍に配置されている。

【0205】

投影レンズ６１は、車両前方側表面が凸面で車両後方側表面が平面の平凸非球面レンズである。投影レンズ６１は、例えば、レンズホルダー６４に保持されて光軸ＡＸ_６０上に配置されている。

【0206】

反射面６２は、第１焦点Ｆ１_６２が波長変換部材２２ｃ近傍に設定され、第２焦点Ｆ２_６２が投影レンズ６１の車両後方側焦点Ｆ_６１近傍に設定された回転楕円系の反射面（回転楕円面又はこれに類する自由曲面等）である。

【0207】

反射面６２は、波長変換部材２２ｃから略上向きに放射される光束が入射するように、波長変換部材２２ｃの側方（図１７中、車両後方側の側方）から投影レンズ６１に向かって延びて、波長変換部材２２ｃの上方を覆っている。

【0208】

シェード６３は、投影レンズ６１の車両後方側焦点Ｆ_６１から波長変換部材２２ｃ側に延びるミラー面６３ａを含んでいる。ミラー面６３ａの前端縁は、投影レンズ６１の車両後方側の焦点面に沿って凹に湾曲している。ミラー面６３ａに入射し上向きに反射される光は投影レンズ６１で屈折して路面方向に向かう。すなわち、ミラー面６３ａに入射した光がカットオフラインを境に折り返されてカットオフライン以下の配光パターンに重畳される形となる。これにより、図７に示すように、カットオフラインＣＬ１ａを含むスポット配光パターンＰ１ａが形成される。

【0209】

上記構成のスポット配光ユニット６０によれば、励起光源２２ａからの励起光は、集光レンズ２２ｂで集光され、個別ライトガイド４２の第２入光面４２ａ（コア）から個別ライトガイド４２内に導入され第２出光面４２ｂまで導光されて、第２出光面４２ｂから出射し、さらに、共通ライトガイド４１の第１入光面４１ａ（コア）から共通ライトガイド４１内に導入され第１出光面４１ｂまで導光されて、強度分布が均一（又は略均一）の励起光として第１出光面４１ｂから出射し、波長変換部材２２ｃを照射する。

【0210】

励起光が照射された波長変換部材２２ｃは、その表面（及び／又は内部）で散乱した励起光源２２ａからの励起光（散乱光）と励起光源２２ａから入射する励起光で励起されて発光した波長変換部材２２ｃからの光との混色による白色光（擬似白色光）を放射する。

【0211】

波長変換部材２２ｃから放射された光束は、反射面６２で反射されて、投影レンズ６１の後方側焦点Ｆ_６１近傍で収束した後、投影レンズ６１を透過して前方に照射される。

【0212】

これにより、仮想鉛直スクリーン（例えば、車両前端部前方約２５ｍに配置されている）上に、合成配光パターンであるすれ違いビーム用配光パターンＰ１中のホットゾーンＨｚを照射するスポット配光パターンＰ１ａが形成される（図７参照）。スポット配光パターンＰ１ａは、シェード６３（ミラー面６３ａ）の作用により形成されるカットオフラインＣＬ１ａをその上端縁に含んでいる。

【0213】

上記のように、共通ライトガイド４１の作用により、その第１出光面４１ｂの強度ムラが改善され、強度分布が均一（又は略均一）となるため、波長変換部材２２ｃの強度分布も均一（又は略均一）となる。その結果、スポット配光パターンＰ１ａも強度ムラが改善され、強度分布が均一（又は略均一）の配光パターンとなる。

【0214】

なお、スポット配光ユニット６０は、スポット配光パターンＰ１ａが合成配光パターンであるすれ違いビーム用配光パターンＰ１中のホットゾーンＨｚを照射するように公知のエイミング機構（図示せず）により光軸調整されている。

【0215】

以上説明したように、本実施形態のスポット配光ユニット６０によっても、第２実施形態のスポット配光ユニット４０と同様、ライトガイドの出光面（共通ライトガイド４１の第１出光面４１ｂ）の強度ムラが改善された（その結果、スポット配光パターンＰ１ａの強度ムラが改善された）スポット配光ユニット６０を構成することが可能となる。

【0216】

なお、波長変換部材２２ｃは、図１７に示すように、その光軸ＡＸ_２２ｃが鉛直方向に延びるように配置されていてもよいし、あるいは、その光軸ＡＸ_２２ｃ（の上方）が車両後方側に傾斜した方向に延びるように配置されていてもよい。波長変換部材２２ｃを、その光軸ＡＸ_２２ｃ（の上方）が後方に傾斜した方向に延びるように配置した場合、波長変換部材２２ｃから放射される光束の指向分布も車両後方側に傾くため、光利用効率をさらに向上させることが可能となる。

【0217】

以上、スポット配光ユニット２０の第４実施形態として、ライトガイド（共通ライトガイド４１及び個別ライトガイド４２）を備えたスポット配光ユニット６０（プロジェクタ型）を構成する例について説明したが、拡散配光ユニット３０についても、同様にして、ライトガイド（共通ライトガイド４１及び個別ライトガイド４２）を備えた拡散配光ユニット（プロジェクタ型）を構成することが可能である。

【0218】

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無い。本発明はその精神又は主要な特徴から逸脱すること無く他の様々な形で実施することができる。

【符号の説明】

【0219】

１０…車両用前照灯、２０、４０、５０、６０…スポット配光ユニット、２１…投影レンズ、２２、２２Ａ…光源ユニット、２２ａ…励起光源、２２ｂ…集光レンズ、２２ｃ…波長変換部材、２２ｄ…リフレクタ、２２ｄ１…錐体筒状反射面、２２ｄ２…入射口、２２ｄ３…出射口、２２ｅ…ホルダー、２２ｆ…プレート部、２２ｇ…保持部材、２２ｇ１…ライトガイド用貫通穴、４１…共通ライトガイド、４１ａ…第１入光面、４１ｂ…出光面、４２…個別ライトガイド、４２ａ…第２入光面、４２ｂ…第２出光面、４３…第１フェルール、４３ａ…ライトガイド用貫通穴、４４…第２フェルール、４４ａ…ライトガイド用貫通穴

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図12】

【図13】

【図14】