特許 6022204 照明装置および車両用前照灯

(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】6022204

(24)【登録日】2016年10月14日

(45)【発行日】2016年11月9日

(54)【発明の名称】照明装置および車両用前照灯

(51)【国際特許分類】

   F21S 8/10 20060101AFI20161027BHJP

   B60Q 1/14 20060101ALI20161027BHJP

   B60Q 1/08 20060101ALI20161027BHJP

   B60Q 1/24 20060101ALI20161027BHJP

   B60Q 1/115 20060101ALI20161027BHJP

   F21W 101/10 20060101ALN20161027BHJP

   F21Y 115/30 20160101ALN20161027BHJP

   F21Y 115/10 20160101ALN20161027BHJP

【ＦＩ】

   F21S8/10 150

   B60Q1/14 A

   B60Q1/14 D

   B60Q1/08

   B60Q1/24 B

   B60Q1/115

   F21W101:10

   F21Y115:30

   F21Y115:10

【請求項の数】18

【全頁数】45

(21)【出願番号】特願2012-107960(P2012-107960)

(22)【出願日】2012年5月9日

(65)【公開番号】特開2013-235742(P2013-235742A)

(43)【公開日】2013年11月21日

【審査請求日】2015年4月1日

(73)【特許権者】

【識別番号】000005049

【氏名又は名称】シャープ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000338

【氏名又は名称】特許業務法人ＨＡＲＡＫＥＮＺＯ ＷＯＲＬＤ ＰＡＴＥＮＴ ＆ ＴＲＡＤＥＭＡＲＫ

(72)【発明者】

【氏名】高平 宜幸

(72)【発明者】

【氏名】高橋 幸司

(72)【発明者】

【氏名】前村 要介

(72)【発明者】

【氏名】貴島 洋史

【審査官】 石田 佳久

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−２２２２３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−００９３５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１１３６６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−０７１５５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１５７０２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０３７３４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１４３５０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２３４５６２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２１Ｓ ８／１０−８／１２

Ｂ６０Ｑ １／００−１／５６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

レーザ光源と、当該レーザ光源から出射されたレーザ光を受けて発光する発光部と、を備える第１光源と、
上記第１光源とは異なる発光原理によって発光する第２光源と、
上記レーザ光源から出射されたレーザ光が上記発光部に形成する照射領域を変更する変更手段と、を備え、
上記第１光源は、上記レーザ光源を複数備え、
上記変更手段は、
複数の上記レーザ光源のそれぞれの出力を変更することにより、上記照射領域を変更するために移動させることが可能な移動部材を備えることなく、上記照射領域を変更し、かつ、
複数の上記レーザ光源から出射されたレーザ光のそれぞれが形成する上記照射領域の一部が互いに重なるように、当該照射領域を変更することを特徴とする照明装置。

【請求項2】

上記変更手段は、上記発光部に対する上記照射領域の位置を変更することを特徴とする請求項１に記載の照明装置。

【請求項3】

上記第２光源は、自装置に規定された最低照度を満たすように照明光を出射することを特徴とする請求項１または２に記載の照明装置。

【請求項4】

上記変更手段は、上記第１光源から出射された照明光が形成する第１投光範囲が、上記第２光源から出力された照明光が形成する第２投光範囲の周辺部または第２投光範囲以外に形成されるように、上記照射領域を変更することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の照明装置。

【請求項5】

上記変更手段は、上記第１光源から出射された照明光が形成する第１投光範囲が、上記第２光源から出力された照明光が形成する第２投光範囲の一部に形成されるように、上記照射領域を変更することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の照明装置。

【請求項6】

上記第１光源は、上記レーザ光源を複数備え、
複数の上記レーザ光源から出射されたレーザ光のそれぞれが形成する複数の照射領域は、上記発光部に同時に形成されることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の照明装置。

【請求項7】

上記レーザ光源と上記発光部との間には、レーザ光の進行方向を制御する光制御部が配置されていることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の照明装置。

【請求項8】

上記第２光源から出力される照明光の出力を制御する出力制御手段を備え、
上記出力制御手段は、上記第１光源からの照明光の出力状態に応じて、上記第２光源から出射される照明光の出力を制御することを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の照明装置。

【請求項9】

上記第１光源および上記第２光源の少なくとも一方から出射された照明光を投光する投光部を備え、
上記投光部は、楕円ミラーであって、
上記発光部が上記投光部の第１焦点に配置され、上記第２光源が当該投光部の第２焦点に配置されていることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の照明装置。

【請求項10】

上記第２光源は、照明光として白色光を発光する発光ダイオードであり、
上記発光部は、上記第２光源の一部として機能することを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の照明装置。

【請求項11】

請求項１から１０のいずれか１項に記載の照明装置を備えていることを特徴とする車両用前照灯。

【請求項12】

物体を検知する検知手段を備え、
上記変更手段は、上記検知手段によって上記物体が検知されたとき、当該物体を含むように、上記発光部に対する上記照射領域を変更することを特徴とする請求項１１に記載の車両用前照灯。

【請求項13】

物体を検知する検知手段を備え、
上記変更手段は、上記検知手段によって上記物体が検知されたときに、当該物体を含まないように、上記発光部に対する上記照射領域を変更することを特徴とする請求項１１に記載の車両用前照灯。

【請求項14】

上記検知手段によって検知された上記物体の種類を、画像認識により識別する識別手段を備え、
上記変更手段は、上記識別手段によって識別された上記物体の種類が、予め登録された物体の種類と一致したとき、上記照射領域を変更することを特徴とする請求項１２または１３に記載の車両用前照灯。

【請求項15】

上記検知手段は、上記物体から放射される赤外線放射エネルギーを検知するものであり、
上記検知手段によって検知された赤外線放射エネルギーに基づいて温度分布画像を生成することにより、上記物体の種類を識別する識別手段を備え、
上記変更手段は、上記識別手段によって識別された上記物体の種類が、予め登録された物体の種類と一致したとき、上記照射領域を変更することを特徴とする請求項１２または１３に記載の車両用前照灯。

【請求項16】

上記検知手段は、上記物体に赤外線を照射して、その反射波を検知するレーダであることを特徴とする請求項１２から１４のいずれか１項に記載の車両用前照灯。

【請求項17】

上記変更手段は、右側通行国で規定された照明光の配光パターン、および、左側通行国で規定された照明光の配光パターンのいずれかを満たすように、上記発光部に対する上記照射領域を変更することを特徴とする請求項１１から１６のいずれか１項に記載の車両用前照灯。

【請求項18】

水平面に対する車両の傾斜を検知する傾斜検出手段を備え、
上記変更手段は、上記傾斜検出手段による検知結果にしたがって、上記照射領域を変更する請求項１１から１７のいずれか１項に記載の車両用前照灯。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、励起光を蛍光体に照射することで発生する蛍光を、照明光の一部として利用することが可能な照明装置および車両用前照灯に関するものである。

【背景技術】

【0002】

近年、励起光源として発光ダイオード（ＬＥＤ；Light Emitting Diode）やレーザ素子（ＬＤ；Laser Diode）等の半導体発光素子を用い、これらの励起光源から生じた励起光を、蛍光体層に照射することによって蛍光を発する技術の研究が盛んになってきている。このような技術は、例えば特許文献１〜４に開示されている。

【0003】

特許文献１の車両用ヘッドランプは、複数のレーザ素子と、これらのレーザ素子から出射された光を集光する集光レンズと、当該レーザ素子を選択的に発光させる駆動電子回路とを備えている。これにより、当該ヘッドランプの照明特性を、走行駆動条件および周囲条件に適合させることができる。

【0004】

また、特許文献２の前照灯は、決定された配光パターンにしたがって、複数のレーザ素子からの光を走査して出射する照射ユニットを備えているので、所望の配光パターンを形成することができる。また、この前照灯は、上記レーザ素子の出力を調整する出力調整部を備えているので、配光パターンに濃淡を形成することができる。

【0005】

なお、特許文献１および２には、レーザ素子を備える代わりに、複数のＬＥＤを備えてもよい旨が開示されている。

【0006】

特許文献３の車両用灯具では、投影レンズと、複数のＬＥＤを備える水平方向に横長の面光源とが、複数のＬＥＤのそれぞれの光軸方向が、車両前後方向に延びる軸から所定の角度だけ傾斜した姿勢で配置されている。これにより、投影レンズの焦点よりも外側のＬＥＤが点灯した場合には、水平方向にワイドな配光パターンを実現し、当該焦点よりも内側のＬＥＤが点灯した場合には、左右側方を照射するＡＦＳに適した配光パターンを実現することができる。すなわち、上記２つの配光パターンの切り替えを行うことができる。

【0007】

特許文献４の光源装置は、蛍光体への、固体光源から出射された励起光の照射範囲および／または光強度分布を変化させる光制御手段を備えている。これにより、簡易な方法で配光を可変にすることができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】特開２００３− ４５２１０号公報（２００３年 ２月１４日公開）

【特許文献2】特開２０１１−１５７０２２号公報（２０１１年 ８月１８日公開）

【特許文献3】特開２０１１−１１３６６８号公報（２０１１年 ６月 ９日公開）

【特許文献4】特開２０１１−１３４６１９号公報（２０１１年 ７月 ７日公開）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

しかしながら、特許文献１〜４の技術では、光源としてレーザ素子やＬＥＤなどを用いる旨が開示されているが、１つの装置に複数種類の光源が用いられることについては一切開示されていない。すなわち、レーザ素子およびＬＥＤがともに提供された灯具の開示は一切ない。

【0010】

それゆえ、特許文献１〜４の技術では、発光原理の異なる光源それぞれの配光特性を制御することができなかった。

【0011】

本発明は、上記の問題を解決するためになされたもので、その目的は、レーザ光源およびそれ以外の光源を用いて、照明光を所望の面積の投光範囲に照射することで、配光特性および光強度分布を制御することが可能な照明装置および車両用前照灯を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0012】

本発明に係る照明装置は、上記の課題を解決するために、レーザ光源と、当該レーザ光源から出射されたレーザ光を受けて発光する発光部と、を備える第１光源と、上記第１光源とは異なる発光原理によって発光する第２光源と、上記レーザ光源から出射されたレーザ光が上記発光部に形成する照射領域を変更する変更手段と、を備えることを特徴としている。

【0013】

上記構成によれば、第１光源および第２光源を備えているので、１つの照明装置にて、発光原理の異なる光源から出射された光を、照明光として利用することができる。

【0014】

また、上記構成によれば、変更手段が、レーザ光源から出射されたレーザ光が発光部に形成する照射領域を変更するので、発光部から出射される照明光の投光範囲を変更することができる。

【0015】

それゆえ、第１光源および第２光源から出射された光を照明光として利用し、照明光を所望の面積の投光範囲に照射することができるとともに、当該照明光の配光特性、および光強度分布を制御することが可能となる。

【0016】

さらに、本発明に係る照明装置では、上記第１光源は、上記レーザ光源を複数備え、上記変更手段は、複数の上記レーザ光源のそれぞれの出力を変更することにより、上記照射領域を変更するために移動させることが可能な移動部材を備えることなく、上記照射領域を変更することが好ましい。

【0017】

上記構成によれば、変更手段は、上記移動部材を備えることなくその出力を変更することにより、照射領域を変更するので、その出力の変更にすばやく反応して照射領域を変更することができる。それゆえ、第１光源の出力の変更に対する応答性の高い照明光の配光特性の制御を行うことができる。

【0018】

また、配光特性の制御をレーザ光源により行うことができるので、規定の投光範囲への配光を満たすために、高度な光学設計（例えば、レンズカットやミラーカットなど）が不要となる。

【0019】

さらに、本発明に係る照明装置では、上記変更手段は、上記発光部に対する上記照射領域の位置を変更することが好ましい。

【0020】

上記構成によれば、発光部から出射された照明光が形成する投光範囲の位置を自由に制御することができる。

【0021】

さらに、本発明に係る照明装置では、上記第１光源は、上記レーザ光源を複数備え、上記変更手段は、複数の上記レーザ光源から出射されたレーザ光のそれぞれが形成する上記照射領域の一部が互いに重なるように、当該照射領域を変更することが好ましい。

【0022】

上記構成によれば、変更手段は、複数の照射領域の一部が互いに重なるように、各照射領域を変更するので、各照射領域に対応して形成される投光範囲を互いに重ねることができる。それゆえ、発光部から出射された照明光が形成する投光範囲を滑らかにすることができる。

【0023】

さらに、本発明に係る照明装置では、上記第２光源は、自装置に規定された最低照度を満たすように照明光を出射することが好ましい。

【0024】

上記構成によれば、第２光源から出射された照明光を、自装置に規定された最低照度を満たすように出射するので、第１光源の非点灯時においても、第２光源のみで当該最低照度を確保することができる。すなわち、第２光源から出射される照明光を、本発明の照明装置の基本配光とすることができる。

【0025】

さらに、本発明に係る照明装置では、上記変更手段は、上記第１光源から出射された照明光が形成する第１投光範囲が、上記第２光源から出力された照明光が形成する第２投光範囲の周辺部または第２投光範囲以外に形成されるように、上記照射領域を変更することが好ましい。

【0026】

上記構成によれば、第１投光範囲を、第２投光範囲の周辺部または第２投光範囲以外に形成することができるので、第２光源から出射された照明光では視認しにくい範囲を、発光部から出射された照明光で補うことができる。

【0027】

さらに、本発明に係る照明装置では、上記変更手段は、上記第１光源から出射された照明光が形成する第１投光範囲が、上記第２光源から出力された照明光が形成する第２投光範囲の一部に形成されるように、上記照射領域を変更することが好ましい。

【0028】

上記構成によれば、第１投光範囲を、第２投光範囲の一部に形成することができるので、第２投光範囲内において視認しにくい範囲を、発光部から出射された照明光で補うことができる。

【0029】

さらに、本発明に係る照明装置では、上記第１光源は、上記レーザ光源を複数備え、複数の上記レーザ光源から出射されたレーザ光のそれぞれが形成する複数の照射領域は、上記発光部に同時に形成されることすることが好ましい。

【0030】

上記構成によれば、発光部から出射された照明光が形成する投光範囲を同時に複数形成することができる。それゆえ、照明装置前方の複数箇所のそれぞれを、同時に投光することができる。

【0031】

さらに、本発明に係る照明装置では、上記レーザ光源と上記発光部との間には、レーザ光の進行方向を制御する光制御部が配置されていることが好ましい。

【0032】

上記構成によれば、光制御部が上記位置に配置されているので、レーザ光が発光部に形成する照射領域の変更が可能となる。また、光制御部により、発光部における照射領域の重ね合わせ、スポットサイズ、スポット形状等を制御することが可能となる。

【0033】

さらに、本発明に係る照明装置は、上記第２光源から出力される照明光の出力を制御する出力制御手段を備え、上記出力制御手段は、上記第１光源からの照明光の出力状態に応じて、上記第２光源から出射される照明光の出力を制御することが好ましい。

【0034】

上記構成によれば、出力制御手段を備えているので、第１光源からの照明光の出力状態（点灯状態）に従って第２光源の出力制御を行うことができる。それゆえ、消費電力を低減できるとともに、第２光源を、第１光源のバックアップとして利用することができる。

【0035】

さらに、本発明に係る照明装置は、上記第１光源および上記第２光源の少なくとも一方から出射された照明光を投光する投光部を備え、上記投光部は、楕円ミラーであって、上記発光部が上記投光部の第１焦点に配置され、上記第２光源が当該投光部の第２焦点に配置されていることが好ましい。

【0036】

上記構成によれば、楕円ミラーからなる投光部の第１焦点に発光部が、第２焦点に第２光源がそれぞれ備えられているので、１つの投光部によって、発光部および第２光源から出射された照明光を個別に投光することができる。それゆえ、照明装置の小型化を図ることができる。

【0037】

また、第１焦点に配置された発光部から出射された光は、投光部によって、平行に近い光線束を形成してその前方に投光される。このため、発光部からの光を立体角内に効率的に投光させることができる。その結果、光の利用効率を高めることができる。

【0038】

さらに、本発明に係る照明装置では、上記第２光源は、照明光として白色光を発光する発光ダイオードであり、上記発光部は、上記第２光源の一部として機能することが好ましい。

【0039】

上記構成によれば、発光部および第２光源を一体的に構成することが可能となるゆえ、照明装置の部品数を減少させることが可能となるため、照明装置の構成を単純化することができる。

【0040】

さらに、本発明に係る車両用前照灯は、上記に記載の照明装置を備えている。

【0041】

上記構成によれば、上記の照明装置と同様、第１光源および第２光源から出射された光を照明光として利用できるとともに、当該照明光の配光特性、および光強度分布を制御することが可能となる。

【0042】

さらに、本発明に係る車両用前照灯は、物体を検知する検知手段を備え、上記変更手段は、上記検知手段によって上記物体が検知されたとき、当該物体を含むように、上記発光部に対する上記照射領域を変更することが好ましい。

【0043】

上記構成によれば、検知手段によって検知された物体を、発光部から出射された照明光が形成する投光範囲に含むことができるので、車両用前照灯が備えられた車両のドライバなどに、当該物体を確実に視認させることができる。

【0044】

さらに、本発明に係る車両用前照灯は、物体を検知する検知手段を備え、上記変更手段は、上記検知手段によって上記物体が検知されたときに、当該物体を含まないように、上記発光部に対する上記照射領域を変更することが好ましい。

【0045】

上記構成によれば、検知手段によって検知された物体を、発光部から出射された照明光が形成する投光範囲に含まないようにすることができる。特に、当該物体が例えば対向車または先行車などである場合、そのドライバが本願の車両用前照灯から出射された光を受けることにより、当該ドライバの運転に支障をきたす可能性がある。上記構成によれば、そのドライバなどに与える不快な眩しさや幻惑を低減することができるので、安全、且つ、快適な交通環境を提供することができる。

【0046】

さらに、本発明に係る車両用前照灯は、上記検知手段によって検知された上記物体の種類を、画像認識により識別する識別手段を備え、上記変更手段は、上記識別手段によって識別された上記物体の種類が、予め登録された物体の種類と一致したとき、上記照射領域を変更することが好ましい。

【0047】

上記構成によれば、検知手段によって検知された物体の種類を、画像認識により識別する識別手段を備えているので、識別手段によって識別された物体の種類に応じた、最適な照明領域の変更が可能となる。それゆえ、物体の種類に応じて、発光部から出射された光が形成する投光範囲を変更することができる。

【0048】

さらに、本発明に係る車両用前照灯では、上記検知手段は、上記物体から放射される赤外線放射エネルギーを検知するものであり、上記検知手段によって検知された赤外線放射エネルギーに基づいて温度分布画像を生成することにより、上記物体の種類を識別する識別手段を備え、上記変更手段は、上記識別手段によって識別された上記物体の種類が、予め登録された物体の種類と一致したとき、上記照射領域を変更することが好ましい。

【0049】

上記構成によれば、検出手段によって検知された赤外線放射エネルギーに基づいた温度分布画像により、物体の種別を識別する識別手段を備えているので、上記の画像認識により物体の種類を識別する識別手段と同様、物体の種類に応じた、最適な照射領域の変更が可能となる。

【0050】

さらに、本発明に係る車両用前照灯では、上記検知手段は、上記物体に赤外線を照射して、その反射波を検知するレーダであることが好ましい。

【0051】

上記構成によれば、検知手段が上記レーダであるので、汎用性が高い検知手段を実現できる。

【0052】

さらに、本発明に係る車両用前照灯では、上記変更手段は、右側通行国で規定された照明光の配光パターン、および、左側通行国で規定された照明光の配光パターンのいずれかを満たすように、上記発光部に対する上記照射領域を変更することが好ましい。

【0053】

上記構成によれば、右側通行国および左側通行国のいずれにおいても、それらの国において規定される法を満たす配光特性を実現できるゆえ、本願の車両用前照灯を、あらゆる国で利用される車両に搭載し、活用することができる。

【0054】

さらに、本発明に係る車両用前照灯は、水平面に対する車両の傾斜を検知する傾斜検出手段を備え、上記変更手段は、上記傾斜検出手段による検知結果にしたがって、上記照射領域を変更することが好ましい。

【0055】

上記構成によれば、水平面に対する車両の傾斜の検知結果にしたがって、照射領域の位置を変更するので、略鉛直方向について、発光部から出射された照明光が形成する投光範囲の位置を変更することができる。

【0056】

例えば、坂道の上がり口などにおいて対向車とすれ違うときに、当該対向車が上記投光範囲に含まれないようにすることができるので、その対向車のドライバなどに与える不快な眩しさや幻惑を低減することができる。

【発明の効果】

【0057】

本発明に係る照明装置は、以上のように、レーザ光源と、当該レーザ光源から出射されたレーザ光を受けて発光する発光部と、を備える第１光源と、上記第１光源とは異なる発光原理によって発光する第２光源と、上記レーザ光源から出射されたレーザ光が上記発光部に形成する照射領域を変更する変更手段と、を備える構成である。

【0058】

それゆえ、第１光源および第２光源から出射された光を照明光として利用できるとともに、当該照明光の配光特性、および光強度分布を制御することが可能となるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0059】

【図1】本発明の一実施形態に係るヘッドランプの概略構成の一例を示すブロック図である。

【図2】上記ヘッドランプの概略構成の一例を示す平面図である。

【図3】上記ヘッドランプが備えるＬＥＤの概略構成の一例を示す上面図および断面図である。

【図4】上記ヘッドランプが備える複数のレーザ素子と発光部との関係を模式的に示した図である。

【図5】上記発光部における照射領域の形成パターンと、第１投光範囲の大きさとの関係を模式的に示す図であり、（ａ）は上記レーザ素子の全てが点灯しているときの上記関係を示す図であり、（ｂ）は上記レーザ素子の一部が点灯しているときの上記関係を示す図であり、（ｃ）は上記レーザ素子の全てが消灯しているときの上記関係を示す図である。

【図6】上記ヘッドランプを市街地で用いたときの配光特性の一例を示す図であり、（ａ）はＬＥＤのみ点灯時の配光特性を示す図であり、（ｂ）はレーザ光源ユニットおよびＬＥＤの両方が点灯しているときの配光特性を示す図である。

【図7】（ａ）は、図６（ｂ）に示す配光特性を実現しているときのレーザ光源ユニットが出射する照明光が形成する第１投光範囲を示す図であり、（ｂ）は、（ａ）の第１投光範囲を実現しているときの発光部に形成される照射領域の様子の一例を示す図である。

【図8】上記ヘッドランプの処理の流れの一例を示すものである。

【図9】（ａ）は上記ヘッドランプの処理によって形成される投光範囲の一例を示す模式図であり、（ｂ）は上記発光部に形成される照射領域の一例を示す模式図である。

【図10】図９の処理の変形例によって形成される投光範囲の一例を示す模式図である。

【図11】（ａ）は上記ヘッドランプの処理によって形成される投光範囲の別例を示す模式図であり、（ｂ）は上記発光部に形成される照射領域の一例を示す模式図であり、（ｃ）はＬＥＤのみ点灯時の配光パターンの一例を示す図である。

【図12】（ａ）は上記ヘッドランプが右側通行国で規定された配光パターンを実現している様子を示す図であり、（ｂ）は上記ヘッドランプが左側通行国で規定された配光パターンを実現している様子を示す図である。

【図13】上記ヘッドランプの処理の流れの一例を示すものである。

【図14】（ａ）〜（ｃ）は、車両の傾斜角度と照射領域の変更との関係の一例を示す図である。

【図15】（ａ）〜（ｃ）は、図１４に示す関係の別例を示す図である。

【図16】（ａ）は従来のヘッドランプの配光特性の一例を示す図であり、（ｂ）は本実施形態に係るヘッドランプの配光特性の一例を示す図である。

【図17】車両が出射する照明光が、坂道の上がり口において対向車に影響を与える様子を模式的に示す図である。

【図18】上記ヘッドランプの処理によって形成される投光範囲の別例を示す模式図である。

【図19】上記ヘッドランプの変形例を示す図である。

【図20】上記ヘッドランプの別の変形例を示す図であり、（ａ）はその一例を示す平面図であり、（ｂ）は当該変形例における上記発光部およびＬＥＤの位置関係を示す図である。

【図21】上記ヘッドランプの更なる別の変形例に係るヘッドランプの概略構成の一例を示すブロック図である。

【図22】上記ヘッドランプの更なる別の変形例に係るヘッドランプの概略構成の一例を示す平面図である。

【図23】（ａ）〜（ｃ）は、上記ヘッドランプが備えるアレイレーザ素子の周辺構成の一例を示す概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0060】

本実施形態に係る照明装置の一実施形態について、図１〜図２３に基づいて説明すれば、以下のとおりである。本実施形態では、本発明に係る照明装置を、自動車のヘッドランプに適用した場合を例に挙げて説明する。ただし、本発明に係る照明装置は、自動車以外の車両用前照灯、或いは、その他の照明装置に適用することも可能である。

【0061】

〔ヘッドランプ１００の概略構造〕
まず、本実施形態に係るヘッドランプ１００（照明装置、車両用前照灯）の概略的な構造の一例について、図２を参照して説明する。図２は、本実施形態に係るヘッドランプ１００の概略構成の一例を示す平面図である。

【0062】

図２に示すように、ヘッドランプ１００は、レーザ光源ユニット１（第１光源）、ＬＥＤ２（第２光源、発光ダイオード）、放熱ベース３、フィン４、反射ミラー１２ａ（光制御部）、リフレクタ１４（投光部）、波長カットコート１５および凸レンズ１６を備えている。

【0063】

ヘッドランプ１００は、レーザ光源ユニット１およびＬＥＤ２から出射された光を照明光として利用できるとともに、当該照明光の配光特性、および光強度分布を制御することができる。なお、一般に、レーザ光源ユニット１とＬＥＤ２とを、同一の消費電力状況で比較すると、レーザ光源ユニット１は高輝度・低光束の照明光を出射する一方、ＬＥＤ２は低輝度・高光束の照明光を出射する。

【0064】

このヘッドランプ１００は、搭載される自動車の前側両端部に、それぞれ１つずつ配置されるが、説明の便宜上、以下では、１つのヘッドランプ１００によって照明する場合について説明する。

【0065】

＜レーザ光源ユニット１＞
図２に示すように、レーザ光源ユニット１は、レーザ素子１１（レーザ光源）と、レーザ素子１１から出射されたレーザ光を受けて発光する発光部１３と、を備えている。

【0066】

（レーザ素子１１）
レーザ素子１１は、励起光を出射する励起光源として機能する発光素子である。レーザ素子１１は、１チップに１つの発光点を有するものであってもよく、１チップに複数の発光点を有するものであってもよい。

【0067】

励起光としてレーザ光を用いることにより、後述する発光部１３に含まれる蛍光体を効率的に励起して、従来の光源よりも輝度の高い光を発光することができ、さらに、発光部１３自体のサイズを小径化することができる。本実施形態では、１つのレーザ素子１１から出射されたレーザ光が、反射ミラー１２ａを介して発光部１３に形成する照射領域（励起光のスポットサイズ）は、直径２０μｍから１０００μｍである。

【0068】

図２に示すレーザ光源ユニット１には、レーザ素子１１が複数設けられており、複数のレーザ素子１１のそれぞれから励起光としてのレーザ光が発振される。レーザ素子１１は高輝度光源であるため、効率よく、発光部１３の受光面に形成される照射領域を絞ることが可能となり、その結果、配光角の狭い投光が可能となる。

【0069】

本実施形態では、レーザ素子１１の個数は２４個である。すなわち、レーザ素子１１のそれぞれから出射されたレーザ光は、発光部１３のレーザ光を受ける表面である受光面に２４個の照射領域を形成する。また、その２４個の照射領域が受光面に均等に（マトリクス状に）形成される（例えば、受光面の縦方向に６個、横方向に４個）ように、フィン４の上に配置されている。これにより、複数のレーザ素子１１から出射されたレーザ光により、発光部１３の蛍光体をマトリクス状に励起することが可能となる。なお、レーザ素子１１の個数は、上記に限定されず、発光部１３の受光面全体へのレーザ光の照射を実現できる構成であればよい。

【0070】

レーザ素子１１のレーザ光の波長は、例えば、３９５ｎｍ（青紫色）または４５０ｎｍ（青色）であるが、これらに限定されず、発光部１３に含める蛍光体の種類に応じて適宜選択されればよい。

【0071】

また、レーザ素子１１は、直径５．６ｍｍの金属パッケージに実装され、出力２Ｗで、波長３９５ｎｍ（青紫色、３８０〜４１５ｎｍ）のレーザ光を発振する。なお、レーザ素子１１には配線が接続されており、配線を介して、電力などがレーザ素子１１に供給される。

【0072】

なお、波長は３９５ｎｍに限定されるものではなく、発光部１３に使用している蛍光体に応じて適宜、選択すればよい。

【0073】

（発光部１３）
発光部１３は、レーザ素子１１から発振されたレーザ光を受けて蛍光を発するものである。すなわち、発光部１３は、複数のレーザ素子１１の少なくとも１つから出射されたレーザ光を受けて発光するものである。

【0074】

また、発光部１３は、レーザ光を吸収して蛍光を発する蛍光体（蛍光物質）を含んでいる。

【0075】

例えば、発光部１３は、封止材の内部に蛍光体の粒子が分散されているもの（封止型）、蛍光体の粒子を固めたもの、または、熱伝導率の高い材質からなる基板上に蛍光体の粒子を塗布した（堆積させた）もの（薄膜型）、などの蛍光体を含有した発光体である。本実施の形態では、発光部１３は、４ｍｍ×２ｍｍの矩形で、厚さ０．１ｍｍの薄膜状となるように、蛍光体の粉末を放熱ベース３の傾斜部３ａにＴｉＯ_２をバインダーとして塗布することで形成されている。

【0076】

この発光部１３は、放熱ベース３で、且つ、リフレクタ１４が有する２つの焦点のうちの１つの焦点（第１焦点）近傍に配置されている。このため、発光部１３から発せられた光は、リフレクタ１４の反射曲面によって反射されることで、その光路が制御される。

【0077】

図２に示すように、発光部１３は、リフレクタ１４よりも小さい（例えば、リフレクタ１４の１／１０程度）ことが好ましい。この場合、発光部１３が発した光を、リフレクタ１４の前方に効率よく投光することができる。

【0078】

また、発光部１３は、全てのレーザ素子１１から出射されたレーザ光により形成される照射領域（レーザ光照射範囲）よりも大きいことが望ましい。

【0079】

（発光部１３の傾斜配置）
また、発光部１３は、発光部１３から発せられた蛍光が、効率的にリフレクタ１４で反射して、リフレクタ１４から投光することが可能なように、放熱ベース３の傾斜部３ａ上に傾いて配置されている。傾斜部３ａは、レーザ光の入射方向に対して垂直な面を基準として、その入射方向に１５°程度傾斜して構成されている。発光部１３で発せられた光は、略ランバーシアン配光となる。そのため、傾斜部３ａのレーザ光照射面がレーザ光の入射方向に対して垂直となるように傾斜部３ａが形成されていると、発光部１３で発せられた光の最も光度の高い領域がリフレクタ１４の窓部１４ａとなるため、投光効率が悪くなる。

【0080】

この投光効率を考慮すれば、そのレーザ光照射面が１５°程度傾斜していることが望ましいが、当該投光効率を考慮しなければ、傾斜部３ａのレーザ光照射面がレーザ光の入射方向に対して垂直となるように傾斜部３ａが形成されていてもよい。

【0081】

さらに、リフレクタ１４の窓部１４ａをレーザ光が透過し、発光部１３から発せられた光を反射するような構造とした場合には、製造コストは上昇するが、傾斜部３ａのレーザ光照射面がレーザ光の入射方向に対して垂直となるように傾斜部３ａが形成されていても、投光効率は向上する。

【0082】

（蛍光材料）
本実施の形態では、レーザ素子１１によって発振された波長３９５ｎｍのレーザ光を受けて、白色の蛍光を発するように、発光部１３の蛍光体として、ＢＡＭ（ＢａＭｇＡｌ_１０Ｏ_１７：Ｅｕ）、ＢＳＯＮ（Ｂａ_３Ｓｉ_６Ｏ_１２Ｎ_２：Ｅｕ）、Ｅｕ−α（Ｃａ−α−ＳｉＡｌＯＮ：Ｅｕ）が用いられている。しかし、上記蛍光体は、これらに限定されるものではなく、自動車用のヘッドランプ１００の照明光が、法律により規定されている所定の範囲の色度を有する白色となるように適宜選択されればよい。

【0083】

例えば、他の酸窒化物蛍光体（例えば、ＪＥＭ（ＬａＡｌ（ＳｉＡｌ）_６Ｎ_９Ｏ：Ｃｅ）、β-ＳｉＡｌＯＮ等のサイアロン蛍光体）、窒化物蛍光体（例えば、ＣＡＳＮ（ＣａＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕ）蛍光体、ＳＣＡＳＮ（（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕ）蛍光体）、Ａｐａｔａｉｔｅ（（Ｃａ，Ｓｒ）_５（ＰＯ_４）_３Ｃｌ：Ｅｕ）系、または、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体ナノ粒子蛍光体（例えば、インジュウムリン：ＩｎＰ）を用いることができる。

【0084】

また、黄色の蛍光体（または緑色および赤色の蛍光体）を発光部１３に含め、４５０ｎｍ（青色）のレーザ光（または、４４０ｎｍ以上４９０ｎｍ以下の波長範囲にピーク波長を有する、いわゆる青色近傍のレーザ光）を照射することでも白色光が得られる。

【0085】

（封止型）
発光部１３を封止型とした場合の封止材は、例えば、ガラス材（無機ガラス、有機無機ハイブリッドガラス）、シリコーン樹脂などの樹脂材料である。ガラス材として低融点ガラスを用いてもよい。封止材は、透明性の高いものが好ましく、レーザ光が高出力の場合には、耐熱性の高いものが好ましい。ゾルゲル法により、酸化ケイ素や酸化チタン等により封止する構造でもよい。

【0086】

発光部１３の上面にレーザ光の反射を防止する反射防止構造が形成されていてもよい。封止型の場合には、発光部１３の上面形状の制御が容易であるため、特に反射防止膜を形成することが望ましい。

【0087】

（薄膜型）
発光部１３を薄膜型とした場合は、Ａｌ、Ｃｕ、ＡｌＮセラミック、ＳｉＣセラミック、酸化アルミ、Ｓｉなどを基板として用いる。その基板の上に蛍光体の粒子を塗布あるいは堆積させた後、基板毎に、所望の大きさに分割する。その後、放熱ベース３（発光部支持部）に高熱伝導接着剤により固定する。

【0088】

基板にＡｌやＣｕなどを用いた場合には、バリアメタルとしてＴｉＮやＴｉ、ＴａＮ、Ｔａ等を、基板の蛍光体の粒子を堆積しない側（放熱ベース３に対向する側）にコートしておくことが望ましい。さらに、バリアメタル上にＰｔやＡｕなどをコートしても良い。

【0089】

高熱伝導性接着剤としては、ＳｎＡｇＣｕ、ＡｕＳｎなどの共晶半田を用いることが望ましいが、限定はされない。

【0090】

（励起光スポットサイズ）
本実施の形態では、発光部１３に形成される照射領域（励起光のスポットサイズ）を、直径１００μｍから１０００μｍとしているが、その理由は以下のとおりである。
１）最小サイズ
白色光を発するために、発光部１３には複数の蛍光体が使用されるが、蛍光体の粒径サイズは１０μｍ程度であり、また、白色光をむら無く発するために発光部１３に３種類の蛍光体が使用された場合、１対１対１の配合だとしても、照射領域の大きさとしては直径２０μｍを要する。実際には、必要な色温度にあわせて蛍光体のブレンドを変えるため、白色光を発するために必要な照射領域の大きさは直径５０μｍ程度となる。さらに、そのまま使用すると、各蛍光体粒子の分布に応じた色分布が投光範囲によっては発生してしまう。このため、照射領域の大きさが直径１００μｍ以上となるように、レーザ光が照射されることが望ましい。
２）最大サイズ
レーザ素子１１の１素子で投光したい投光範囲によって決まる値である。

【0091】

（青色レーザを用いた場合の照射領域の大きさ）
なお、青色近傍のレーザ光を出射するレーザ素子１１（青色レーザ素子）を使用する場合には、レーザ光が投光されることになるため、ＩＥＣ６０８２５−１のクラス１となるように、レーザ光の出力を設定する必要がある。

【0092】

レーザ素子１１において青色レーザ光および青紫色レーザ光が混合される場合（レーザ素子１１が青色レーザ素子および青紫色レーザ素子からなる場合）には、それぞれのレーザ光の照射領域に応じて、発光部１３における各蛍光体の領域を変えることが発光効率の観点から望ましい。例えば、青色レーザ光の照射領域にはＹＡＧ系蛍光体を用い、青紫色レーザ光の照射領域には、ＢＡＭ、ＢＳＯＮ、Ｅｕ−αを用いる（すなわち、これらの蛍光体を塗り分ける）。

【0093】

その場合、青色レーザ素子１個が出射した青色レーザ光が形成する照射領域の大きさは、青紫色レーザ素子１個が出射した青紫色レーザ光が形成する照射領域の大きさと同じか、または当該青紫色レーザ光が形成する照射領域の大きさよりも広く設定されることが安全性の観点より望ましい。

【0094】

なお、発光効率を考慮しなければ、各蛍光体を塗り分けずに混合し、発光部１３の全面に塗布しても良い（例えば、ＹＡＧ系蛍光体およびＢＡＭ、ＢＳＯＮ、Ｅｕ−αの混合）。

【0095】

（白色光以外の光の出射について）
また、発光部１３から出射される光は、白色光に限らず、発光装置において規定される色度を有する光を出射できればよい。

【0096】

なお、レーザ素子１１が、赤外カメラ用光源としての赤外発光レーザ素子も含む場合、発光部１３は、赤外レーザ光を所望領域に投光するための散乱体としての役目も果たすことになる。

【0097】

＜ＬＥＤ２＞
ＬＥＤ２は、レーザ光源ユニット１と比較すると低輝度な光源であり、発光面積を増やすことにより光束を増やしている。そのため、ＬＥＤ２から出射される照明光の投光範囲は広い。

【0098】

ＬＥＤ２は、レーザ素子１１を用いずに白色を出す光源である。換言すれば、ＬＥＤ２は、レーザ光源ユニット１とは異なる発光原理によって発光する光源である。また、ＬＥＤ２は、白色光を発光することによって、発光部１３から出射される蛍光と同様、照明光としての利用を可能としている。

【0099】

また、ＬＥＤ２は、後述の出力制御部６６の制御により、ヘッドランプ１００に規定された最低照度を満たすように照明光を出射するものである。これにより、レーザ光源ユニット１の非点灯時においても、ＬＥＤ２のみで当該最低照度を確保することができる。

【0100】

（ＬＥＤの仕様）
本実施形態では、ＬＥＤ２は、外形５ｍｍ角、厚さ３ｍｍの直方体であり、発光領域は、約４ｍｍ×１ｍｍである。

【0101】

本実施形態のＬＥＤ２は、凸レンズ１６へのカップリング効率（投光効率）を高めるために、ＬＥＤ２の配光特性において指向性を高めており、指向角（半値）を４０°としている。

【0102】

本実施形態のＬＥＤ２は、図３に示すように、７５０μｍ角の４個のＬＥＤチップ２１（青色発光ＬＥＤチップ）を熱伝導率の高いマウント部材２３（本実施形態では、ＡｌＮセラミック）の上にフリップチップボンドし、各ＬＥＤチップ２１周辺に、ＬＥＤチップ２１からの発光により励起される蛍光体２２を堆積した構成としている。

【0103】

また、蛍光体２２としては、ＹＡＧ蛍光体を用いている。しかし、この構成に限定されるものではなく、ＬＥＤチップ２１からの発光が、法律により規定されている所定の範囲の色度を有する白色となるように、適宜蛍光体が選択されればよい。

【0104】

ＬＥＤ２は、ＬＥＤチップ２１、および、ＬＥＤチップ２１周辺に堆積した蛍光体２２からの発光を配光制御するために、リフレクタカップ２４の略焦点位置に設置されている。

【0105】

また、マウント部材２３の上には、ＬＥＤチップ２１のそれぞれを駆動させるための電極２５が配置されている。

【0106】

なお、本実施形態では、リフレクタカップ２４によりＬＥＤ２から出射された光の配光を制御しているが、モールドレンズ等によって当該配光を制御してもよい。また、凸レンズ１６へのカップリング効率を考慮しないのであれば、そのような配光特性を制御しなくてもよい。

【0107】

（配置）
このＬＥＤ２は、放熱ベース３上であり、且つ、リフレクタ１４が有する２つの焦点のうちのもう１つの焦点（第２焦点）近傍に配置されている。また、ＬＥＤ２から出射された光は、リフレクタ１４の外部に直接出射されるように、ＬＥＤ２の発光点がリフレクタ１４の開口部を向くように、放熱ベース３に配置されている。ＬＥＤ２の配置位置は、当該位置に限らず、（１）ＬＥＤ２から出射された光が効率よく出射され、（２）規定の配光特性を実現でき、（３）発光部１３から出射され、リフレクタ１４によって反射された光を遮らない位置であればよい。

ＬＥＤ２から出射された光は、リフレクタ１４の前方に第２投光範囲ａ２（例えば図５参照）を形成する。すなわち、第２投光範囲ａ２は、ＬＥＤ２から出射された照明光によって形成されるものである。

【0108】

（マトリクスＬＥＤ）
ＬＥＤ２を構成するそれぞれのＬＥＤチップ２１の出力を個々に制御しても良い。その場合には、後述の出力制御部６６がＬＥＤチップ２１それぞれの出力（出射される光の光量）を制御することにより、ＬＥＤ２全体から出射される光の配光特性を制御することが可能となる。

【0109】

また、ＬＥＤ２を構成する複数のＬＥＤチップ２１をマトリクス状に配置してもよい。

【0110】

なお、ＬＥＤ２には配線（図示省略）が接続されており、当該配線を介して、電力などがＬＥＤ２に供給される。

【0111】

（ＬＥＤ２以外の光源）
また、本実施の形態では、レーザ光源ユニット１および投光光学系（凸レンズ１６）を共用し、全体のユニットサイズの小型化を図っているため、レーザ光源ユニット１と異なる発光原理によって発光する第２光源としてＬＥＤ２が用いられている。

【0112】

一方、ハロゲンランプやＨＩＤランプ（High Discharge Lamp）等といった光源を用いると、バルブを形成する硝子がレーザ光源ユニット１からの発光を妨げるため、所定の投光効率で投光を行うためには当該光源用の投光光学系をレーザ光源ユニット１の投光光学系とは別に用意する必要がある。しかし、この点を考慮しなければ、第２光源は、ＬＥＤ２に限られず、例えば、ハロゲンランプまたはＨＩＤランプなどを用いてもよい。すなわち、レーザ光源ユニット１とは異なる発光原理によって発光する光源であれば、どのような光源を利用してもよい。

【0113】

また、ＬＥＤ２から出射される光は、白色光に限らず、照明装置において規定される色度を有する光を出射できればよい。

【0114】

また、異なる色度（例えばＲＧＢ）で発光する複数のＬＥＤ２により、白色光の照明光を投光する仕様としてもよい。その場合、投光光束の色温度（色度）を変更することが容易となる。

【0115】

＜放熱ベース３＞
放熱ベース３は、発光部１３およびＬＥＤ２を支持する支持部材である。本実施の形態では、Ａｌを用いているが、Ｃｕ、ＡｌＮ、ＳｉＣなど、他の高熱伝導材を用いても良い。放熱ベース３は、発光部１３およびＬＥＤ２の発熱を効率的に放熱することができる。

【0116】

放熱ベース３は、図２に示すように、発光部１３を第１焦点に、ＬＥＤ２を第２焦点に配置することが可能で、かつ、発光部１３から発せられた光が効率的にリフレクタ１４に照射されるとともに、ＬＥＤ２から出射された光が効率的にリフレクタ１４の外部に出射することが可能な形状となっている。

【0117】

また、発光部１３から発せられた光がリフレクタ１４によって反射された後、放熱ベース３に照射され、リフレクタ１４の外部への出射効率が低下しないような形状であることが好ましい。このため、リフレクタ１４の開口部側から見たときの放熱ベース３の幅は、発光部１３およびＬＥＤ２が配置可能な最小の大きさ（例えば４ｍｍ）であることが好ましい。

【0118】

また、発光部１３の受光面から入射したレーザ光が、上記傾斜部３ａまで透過してしまうような発光部１３が用いられている場合には、発光部１３が塗布される傾斜部３ａの表面は、反射面として機能することが好ましい。この場合、入射したレーザ光をその反射面で反射させ、再び発光部１３の内部に向かわせて蛍光に変換することができる。

【0119】

なお、本実施の形態では、発光部１３とＬＥＤ２とを同じ部材で支持しているが、それぞれを別個の部材で支持してもよい。また、別個の放熱ベースとした場合には、ＬＥＤ２の支持部材の方が発光部１３の支持部材よりも大きな部材であることが望ましい。

【0120】

＜フィン４＞
フィン４は、レーザ素子１１を冷却する冷却部（放熱機構）として機能するものであり、例えばアルミニウムからなる。このフィン４は、複数の放熱板を有するものであり、大気との接触面積を増加させることにより放熱効率を高めている。

【0121】

なお、フィン４は、必ずしもレーザ素子１１に接している必要は無く、レーザ素子１１とフィン４との間をヒートパイプや水冷パイプ、ペルティエ素子等で介してもよい。

【0122】

また、レーザ素子１１を冷却する冷却部は、冷却（放熱）機能を有するものであればよく、水冷方式の場合、ラジエター方式のものであってもよい。また、ファン等により、強制冷却する構成であってもよい。

【0123】

＜光制御部１２＞
光制御部１２は、レーザ光の進行方向を制御するものであり、発光部１３における照射領域の重ね合わせ、スポットサイズ、スポット形状等を制御するものである。

【0124】

光制御部１２は、発光部１３とレーザ素子１１との間に配置されており、レーザ光源ユニット１を構成するレーザ素子１１のそれぞれに対応するように配置される複数の反射ミラーまたは複数のレンズによって実現されている。なお、光制御部１２は、発光部１３における照射領域の重ね合わせ、スポットサイズ、スポット形状等を制御できれば良く、上記反射ミラーまたはレンズのほか、一体成形によるアレイレンズまたはマルチファセットミラーで実現されても良い。また、１つの反射ミラーまたはレンズを複数のレーザ素子１１で共有する構造としても良い。

【0125】

＜反射ミラー１２ａ＞
本実施の形態では、光制御部１２として反射ミラー１２ａを用いている。

【0126】

反射ミラー１２ａは、複数のレーザ素子１１のそれぞれと発光部１３との間に配置され、複数のレーザ素子１１から出射されたレーザ光のそれぞれの、発光部１３への導光を制御するものである。換言すれば、反射ミラー１２ａは、複数のレーザ素子１１から出射されたレーザ光のそれぞれを反射することにより、その導光を制御するものである。

【0127】

具体的には、複数のレーザ素子１１のそれぞれから出射されたレーザ光は、各反射ミラー１２ａによって反射されることで略コリメート光となり、かつ、ビーム幅を縦方向に圧縮した後、リフレクタ１４の窓部１４ａを通って発光部１３へ導かれる。

【0128】

これにより、複数のレーザ素子１１を、発光部１３に対して自由に配置することができる。

【0129】

（構造）
本実施の形態では、反射ミラー１２ａ（立上ミラー）は、レーザ素子１１の発光点を略焦点位置とした軸外しパラボラミラーであり、レーザ素子１１より出射されたレーザ光をコリメート光とし、且つ、光路を制御している。なお、反射ミラー１２ａは、レーザ素子１１（レーザチップ）の非点隔差を補正し、コリメート光とするような非球面ミラーを用いると更によい。その場合、さらにコリメート性が上がる。

【0130】

また、フィン４には複数のレーザ素子１１が設けられているので、そのレーザ素子１１の発光点のそれぞれと対向するように、複数の反射ミラー１２ａのそれぞれが一対一に備えられている。

【0131】

（機能）
上述したように、本実施の形態の反射ミラー１２ａを構成する立上ミラーは、発散光（レーザ素子１１から出射されたレーザ光）をコリメート光としている。また、当該立上ミラーを用いることにより、リフレクタ１４の窓部１４ａを小さくすることができる。

【0132】

具体的に、図２に示すレーザ素子１１から発光部１３までのレーザ光の光路を考察する。各レーザ素子１１から出射された３本のレーザ光の幅（紙面横方向）は、各レーザ素子１１の配置間隔に依存している。しかし、各反射ミラー１２ａを構成する立上ミラーのそれぞれにおいて反射した後の３本のレーザ光の幅は、圧縮されている（紙面縦方向）。そのため、リフレクタ１４の窓部１４ａを小さくすることができ、発光部１３から出射される光を有効に使用することが可能となる。

【0133】

なお、ヘッドランプ１００は車両用ヘッドランプ用の光源であるため、例えば図１２（ａ）に示すように、最終的な投光パターンを横長の配光とする必要がある。そのため、反射ミラー１２ａは、レーザ素子１１から出射された光を、縦方向に圧縮し、発光部１３において横長となるように照射している。

【0134】

このように、本実施の形態の反射ミラー１２ａは、発散光のコリメート化、および、縦方向のビーム圧縮という２つの機能を有している。

【0135】

なお、図２では、反射ミラー１２ａを備えた構成を示しているが、これに限らず、コリメートレンズと平面鏡とを用いることによっても、反射ミラー１２ａを構成する立上ミラーと同様の機能を実現することが可能である。また、レーザ素子１１の内部にコリメートレンズあるいはコリメートミラーを設けることにより、レーザ素子１１からコリメート光を出射可能な構成の場合は、反射ミラー１２ａを平面鏡にすることで、反射ミラー１２ａを構成する立上ミラーと同様の機能を実現することが可能である。

【0136】

また、レーザ光の導光制御において、反射ミラー１２ａを用いた場合には、コリメートレンズを使用する場合に比べ、コート膜の劣化を低減することができる。そのため、長期の信頼性を担保するという意味でも、反射ミラー１２ａを用いる事が望ましい。

【0137】

（素材）
反射ミラー１２ａは、機材であるＡｌＮセラミックに、反射膜であるＡｌおよび酸化防止膜として酸化アルミをコートしたものであるが、本構成に限定されるものではない。

【0138】

例えば、機材としては、ＢＫ７、石英ガラス等のガラス類、ポリカーボネート、アクリル、ＦＲＰ、ＳｉＣ、Ａｌ_２Ｏ_３等、熱膨張係数の小さい素材を用いることが望ましいが、最終的なコリメート精度があまり求められない場合には、Ａｌ等の金属を用いても良い。

【0139】

また、反射膜としては、Ａｇ、Ｐｔなどの金属が望ましいが、ＳｉＯ_２／ＴｉＯ_２多層膜等の多層膜構造による反射膜でも良い。

【0140】

さらに、酸化防止膜は、酸化ケイ素などを用いても良い。なお、酸化防止膜が必ずしもコートされている必要はない。

【0141】

また、反射ミラー１２ａの表面には、増反射膜（増反射構造、例えばＨＲコート膜）が設けられていても良い。この場合、レーザ光の反射ミラー１２ａによる反射損失（ミラーロス）を低減することができる。

【0142】

＜リフレクタ１４＞
リフレクタ１４は、発光部１３によって発せられた光を反射し、制御するものである。すなわち、第１投光範囲ａ１（例えば図５（ａ）参照）は、レーザ光源ユニット１から出射された照明光によって形成されるものである。

【0143】

本実施の形態では、レーザ光源ユニット１から出射された照明光はリフレクタ１４と凸レンズ１６により投光される。

【0144】

リフレクタ１４は、反射面の少なくとも一部が楕円形状である楕円ミラーからなり、レーザ光が入射される側に第１焦点を有しており、第１焦点近傍に発光部１３が設置されている。また、凸レンズ１６の焦点位置がリフレクタ１４の第２焦点近傍となるように、凸レンズ１６は設置されている。

【0145】

なお、投光効率を上げるために、リフレクタ１４の射出瞳と凸レンズの入射瞳とをマッチングさせている。これにより、発光部１３からの光を立体角内に効率的に投光させて、第１投光範囲ａ１を形成することができ、その結果、光の利用効率を高めることができる。

【0146】

発光部１３によって発せられた光はリフレクタ１４により反射され、リフレクタ１４の第２焦点近傍に集光された後、凸レンズ１６により略平行光とされ、投光される。

【0147】

（材料）
本実施の形態では、リフレクタ１４は、ＦＲＰを基材とし、その上に反射膜としてＡｌコート、さらにその上に、Ａｌの酸化防止を目的とした酸化ケイ素をコートしたものを用いている。

【0148】

ただし、本構成に限定されるものではなく、リフレクタ１４は、反射制御が行う機能を有するものであればよい。例えば、基材としてアクリルやポリカーボネートといった他の樹脂やＡｌ等の金属製の部材を用いても良いし、反射膜としてＡｇやＰｔ等を用いていても良い。また、酸化防止膜としては、酸化アルミ系等を用いても良く、酸化ケイ素および酸化チタンの多層膜とした増反射機能を兼ね備えた膜を用いても良い。

【0149】

また、レーザ素子１１は、リフレクタ１４の外部にあるフィン４の上に配置されており、リフレクタ１４には、レーザ光を透過または通過させる窓部１４ａが設けられている。この窓部１４ａは、貫通孔であってもよく、或いは、レーザ光を透過可能な透明部材を含むものであってもよい。例えば、レーザ光を透過し、且つ、白色光（発光部１３の蛍光）を反射するフィルターを設けた透明板を窓部１４ａとして設けてもよい。この構成によれば、発光部１３から発せられた光が、窓部１４ａから漏れることを防止することができる。

【0150】

本実施形態では、樹脂製の楕円ミラーの内面にアルミニウムがコーティングされたリフレクタ１４を用いており、開口部の半径が３８ｍｍ、第1焦点と第２焦点との距離は３２．５ｍｍである。

【0151】

このような構成によれば、高輝度、且つ、配光特性に優れたレーザ光源ユニット１を実現することができる。

【0152】

なお、本実施形態では、１つのリフレクタ１４内部に、発光部１３およびＬＥＤ２が備えられているが、これに限らず、発光部１３およびＬＥＤ２のそれぞれに対して１つのリフレクタが備えられてもよい。ただし、車両において、ヘッドランプが配置される位置には、ヘッドランプ以外の種々の部材が搭載されるので、ヘッドランプ全体の大きさは少しでも小さいことが好ましい。また、複数のリフレクタの光軸をあわせるための繁雑な作業も要することになる。この点を考慮すれば、リフレクタは１つの方が好ましい。

【0153】

＜凸レンズ１６＞
凸レンズ１６は、発光部１３またはＬＥＤ２から出射され、波長カットコート１５を透過した光を略平行光にして、その略平行光をヘッドランプ１００の前方へ投光するものである。この凸レンズ１６は、波長カットコート１５またはリフレクタ１４に当接されることによって保持されており、その当接面の大きさは、当該波長カットコート１５（すなわち、リフレクタ１４の開口部）と略同一である。また、凸レンズ１６の主点を通り、主平面に直行する線は、リフレクタ１４の第１焦点および第２焦点を通る平面と同一の平面状に存在する。

【0154】

（略平行光について）
略平行光とは、完全に平行である必要はなく、投光角（光度が半値となる頂角）が２０°以下であればよい。

【0155】

本実施の形態では、レーザ素子１１を構成する素子のそれぞれについて投光角を設定しており、複数のレーザ素子１１のそれぞれの投光角は、配光制御の観点より、０．１°〜２０°の範囲で設定されている。特に、車両用ヘッドランプである場合、車両進行方向に投光する（車両の軸に対して±８°の範囲を投光する）複数のレーザ素子１１の投光角を、それぞれ３°以下とすることがより細やかな配光を実現する上で望ましい。

【0156】

＜波長カットコート１５＞
波長カットコート１５は、特定の波長域の光を遮断する。本実施の形態では、波長カットコート１５は、４００ｎｍ以下の波長の光をカットしており、波長３９５ｎｍのレーザ光を遮断している。

【0157】

これにより、レーザ光を投光しない人の目に優しい装置をユーザに提供する。なお、遮断する波長は、波長カットコート１５の種類に応じて適宜調整できる。また、波長カットコート１５の代わりに波長カットフィルタを用いることもできる。

【0158】

〔ヘッドランプ１００の構成〕
次に、本実施形態に係るヘッドランプ１００の概略的な構成の一例について、図１を参照して説明する。

【0159】

図１は、本実施形態に係るヘッドランプ１００の概略構成の一例を示すブロック図である。図１に示すように、ヘッドランプ１００は、上述したレーザ光源ユニット１、ＬＥＤ２、光制御部１２としての反射ミラー１２ａの他、カメラ５、制御部６、傾斜センサ７および記憶部８を備えている。

【0160】

＜カメラ５＞
カメラ５は、配光エリア（第１投光範囲ａ１または第２投光範囲ａ２）を含む車両前方の画像を連続的に撮影するものであり、例えば、室内前方のルームミラー近傍や、ヘッドランプ１００（前照灯）近傍に配置される。カメラ５には、テレビフレームレートで動画像を撮影する撮影装置を用いることができる。

【0161】

カメラ５は、例えば、レーザ素子１１およびＬＥＤ２のいずれか一方が点灯された時点から撮影を開始し、撮影した動画像を制御部６に出力する。制御部６は、この動画像を解析することにより、所定の物体を検知・識別することができ、さらにはその識別結果に応じた第１投光範囲ａ１の位置を制御することができる。

【0162】

なお、カメラ５の代わりに、車両前方に存在する物体に赤外線を照射して、その反射波を検知する赤外線レーダ（レーダ）であってもよい。赤外線レーダを利用する場合も、カメラ５と同様、汎用性の高い技術を用いて、車両前方に存在する物体の検知を行うことができる。

【0163】

また、カメラ５は可視光用であっても良いし、赤外光用のものであってもよく、赤外および可視の両方の機能を有していても良い。なお、カメラ５を赤外光用とすることにより、人間を含む恒温動物の検知が容易となる。

【0164】

また、カメラ５は、１台のカメラである必要はなく、複数台のカメラを用いていも良い。

【0165】

なお、カメラ５によって撮影された動画像中の物体の種類を識別する手法は、上記のものに限られず、公知の手法を適用してもよい。

【0166】

＜制御部６＞
制御部６は、例えば制御プログラムを実行することにより、ヘッドランプ１００を構成する部材を制御するものであり、主として、物体検出部６１（検知手段）、物体識別部６２（識別手段）、傾斜検出部６３（傾斜検出手段）、照射領域変更部６４（変更手段）、点灯制御部６５および出力制御部６６（出力制御手段）を備えている。制御部６は、ヘッドランプ１００に備えられた記憶部８に格納されているプログラムを、例えばＲＡＭ（Random Access Memory）等で構成される一次記憶部（不図示）に必要に応じて読み出して実行することにより各種処理を行う。なお、上記各種部材については、後述する。

【0167】

＜傾斜センサ７＞
傾斜センサ７は、傾斜検出部６３が車両の傾斜を検出するための情報を測定するセンサである。傾斜センサ７のセンシング手法は、車両の姿勢変化に追随するレスポンスの早い手法であれば、どのような手法であってもよい。

【0168】

＜記憶部８＞
記憶部８は、制御部６が実行する（１）各部の制御プログラム、（２）ＯＳプログラム、（３）アプリケーションプログラム、および、（４）これらプログラムを実行するときに読み出す各種データを記録するものである。記憶部８は、例えばＨＤＤ（Hard Disk Drive）、半導体メモリ等の記憶装置によって構成されるものであり、必要に応じてＲＯＭ（Read Only Memory）フラッシュメモリなどの不揮発性の記憶装置が備えられる。なお、上述した一次記憶部は、ＲＡＭなどの揮発性の記憶装置によって構成されているが、本実施形態では、記憶部８が一次記憶部の機能も備えているものとして説明する場合もある。

【0169】

＜制御部６の詳細構成＞
次に、制御部６が備える各種部材について説明する。

【0170】

（物体検出部６１）
物体検出部６１は、カメラ５によって撮影された動画像を解析して、動画像中の物体を検出するものである。具体的には、物体検出部６１は、カメラ５から動画像を取得したとき、動画像中の配光可能エリアに含まれる物体を検出する。

【0171】

物体検出部６１は、動画像中の配光可能エリア内に物体が検出された場合、物体が検出された座標値を示す検出信号を物体識別部６２に出力する。

【0172】

（物体識別部６２）
物体識別部６２は、物体検出部６１から出力された検出信号に示される座標値における物体の種類を、画像認識により識別するものである。具体的には、物体識別部６２は、物体検出部６１から検出信号を取得したとき、検出信号に示される座標値に示される物体の移動速度、形状、位置などの特徴点を抽出し、特徴点を数値化した特徴値を算出する。

【0173】

そして、物体識別部６２は、記憶部８に記憶された、物体の種類ごとの特徴点が数値化された基準値を管理する基準値テーブルを参照して、当該基準値テーブルに、算出した特徴値との誤差が所定閾値以内である基準値を検索する。

【0174】

例えば、基準値テーブルには、車両、道路標識、歩行者、動物または想定される障害物などに対応する基準値が予め登録され、管理されている。算出した特徴値との誤差が所定閾値以内の基準値が特定された場合、物体識別部６２は、当該基準値で示される物体を、物体検出部６１によって検出された物体であるものと判定する。

【0175】

物体識別部６２は、物体検出部６１によって検出された物体が、基準値テーブルに予め登録された物体であると判定したとき、当該物体と、当該物体が検出された座標値とを示す識別信号を照射領域変更部６４に出力する。

【0176】

（傾斜検出部６３）
傾斜検出部６３は、傾斜センサ７から出力された信号に基づいて、車両全体の傾斜、特に水平面に対する車両の傾斜を検出するものであり、車両の傾斜角度の値を示す角度信号を、照射領域変更部６４に出力する。傾斜検出部６３は、車両の姿勢変化に追随するレスポンスの早い手法であれば、どのような手法で実現されていてもよい。

【0177】

（照射領域変更部６４）
照射領域変更部６４は、レーザ素子１１から出射されたレーザ光が発光部１３に形成する照射領域（その面積および／または位置など）を変更するものである。そのために、照射領域変更部６４は、レーザ素子１１それぞれの出力値を決定して、その出力値を示す出力信号を点灯制御部６５に出力する。なお、照射領域変更部６４は、駆動させるレーザ素子１１と、駆動させないレーザ素子１１とを決定するものともいえる。

【0178】

（点灯制御部６５）
点灯制御部６５は、照射領域変更部６４から出力された出力信号に従って、複数のレーザ素子１１のそれぞれについて、点灯および消灯（すなわち、レーザ素子１１の駆動）を制御するものである。すなわち、点灯制御部６５は、レーザ素子１１のそれぞれの出力を制御する（変動させる）ものである。

【0179】

点灯制御部６５は、レーザ素子１１のそれぞれの点灯状態を示す点灯状態信号を、出力制御部６６に出力する。

【0180】

（出力制御部６６）
出力制御部６６は、ＬＥＤ２から出力される照明光の出力を制御（すなわち、ＬＥＤ２の光量を制御）するものである。これにより、ＬＥＤ２から出射される照明光の強度を制御することができる。ＬＥＤ２がマトリクス状に配置され、それぞれのＬＥＤの出力を制御する場合には、大まかな配光制御（例えば、すれ違い前照灯の配光特性基準や、左側通行国で規定される配光パターンなどの大まかな制御）を行うことが可能となる。

【0181】

また、出力制御部６６は、点灯制御部６５から出力された点灯状態信号を解析し、複数のレーザ素子１１のうちの少なくとも１つが点灯状態であると判定した場合には、レーザ光源ユニット１から照明光が出射されていると判定する。この場合、出力制御部６６は、ＬＥＤ２から出射される照明光の出力を制御する。

【0182】

例えば、出力制御部６６は、運転者（年齢や種族等の差による視感度の差）や、走行環境（天候、市街地か山間部か、夕方か夜か等）等に対応して、ＬＥＤ２の出力や色度等を変更する。

【0183】

なお、記憶部８に、運転者（年齢や種族等の差による視感度の差）および／または走行環境（天候、市街地か山間部か、夕方か夜か等）と、ＬＥＤ２の出力値（色度変更タイプの場合は色度）とが対応付けて格納されており、出力制御部６６は、その出力値を読み出すことにより、ＬＥＤ２の出力を段階的に制御する。

【0184】

また、出力制御部６６は、例えば、レーザ素子１１のすべてが故障して突如点灯しなくなった場合にも、ＬＥＤ２から照明光を出射制御することにより、ヘッドランプ１００で必要となる規定の配光特性および照度を、少なくとも最低限担保することができる。

【0185】

また、出力制御部６６は、レーザ光源ユニット１の点灯状態（レーザ光源ユニット１からの照明光の出力状態）に従ってＬＥＤ２の出力制御を行うことも可能であり、消費電力を低減するモードにすることができるとともに、ＬＥＤ２を、レーザ光源ユニット１のバックアップとして利用することができる。

【0186】

（照射領域変更部６４の詳細）
照射領域変更部６４は、形成すべき所望の第１投光範囲ａ１にあわせて、上述のように、レーザ素子１１それぞれの出力値を決定し、その決定結果を出力信号として点灯制御部６５に出力する。すなわち、照射領域変更部６４は、複数のレーザ素子１１のそれぞれの出力を変更することにより、照射領域を変更するために移動させることが可能な移動部材を備えることなく、レーザ光が発光部１３に形成する照射領域を変更する。これにより、各レーザ素子１１の出力の変更にすばやく反応して照射領域を変更することができる。それゆえ、レーザ光源ユニット１の出力の変更に対する応答性の高い照明光の配光特性の制御を行うことができる。

【0187】

ここで、上記移動部材とは、機械的に移動することが可能な部材であり、ヘッドランプ１００が備えるレーザ素子１１、光制御部１２などの集光系、リフレクタ１４などのほか、上記移動を可能とするためにこれらの部材とは別に設けることが可能な部材を指す。すなわち、本実施の形態のヘッドランプ１００は、上記のような移動部材を備えることなく、照射領域を変更することが可能な照明装置を含む構成である。

【0188】

上記所望の第１投光範囲ａ１は、例えば、
（１）物体識別部６２から出力された識別信号に示される物体および座標値に基づく範囲、
（２）走行用前照灯（ハイビーム）の配光特性基準を満たす範囲、
（３）すれ違い用前照灯（ロービーム）の配光特性基準を満たす範囲、
（４）右側通行国で規定された照明光の配光パターンを満たす範囲、
（５）左側通行国で規定された照明光の配光パターンを満たす範囲、
（６）傾斜検出部６３から出力された角度信号に基づく範囲、
（７）夕方用配光パターンを満たす範囲、
（８）夜間用配光パターンを満たす範囲、
（９）雨天時用配光パターンを満たす範囲、
（１０）雪面路用配光パターンを満たす範囲、
（１１）凍結路用配光パターンを満たす範囲、
（１２）舗装路用配光パターンを満たす範囲、
（１３）非舗装路用配光パターンを満たす範囲、
（１４）市街地用配光パターンを満たす範囲、
（１５）山間部用配光パターンを満たす範囲、
などが挙げられる。

【0189】

また、上記（１）の物体としては、
（ａ）車両前方に飛び出してきた人、
（ｂ）車両前方に飛び出してきた車、
（ｃ）車両前方に飛び出してきたバイク等の２輪車、
（ｄ）車両前方に飛び出してきた動物、
（ｅ）停止車両、
（ｆ）落下物、
（ｇ）対向車、
（ｈ）前走車（先行車）、
等がある。

【0190】

（記憶部８）
上記（１）等に示す第１投光範囲ａ１の変更を実現するために、記憶部８には、例えば、
（Ａ）識別信号に示される物体および座標値と、駆動させるレーザ素子１１と、各レーザ素子１１の駆動電力とを対応付けた識別関連データ、
（Ｂ）走行用前照灯またはすれ違い用前照灯の配光特性基準と、駆動させるレーザ素子１１と、各レーザ素子１１の駆動電力とを対応付けた特性基準関連データ、
（Ｃ）右側通行国または左側通行国の配光パターンと、駆動させるレーザ素子１１と、各レーザ素子１１の駆動電力とを対応付けた配光パターン関連データ、
（Ｄ）車両の傾斜角度と、駆動させるレーザ素子１１と、各レーザ素子１１の駆動電力とを対応付けた角度関連データ、
や、各種周辺環境に対応したレーザ光源ユニット１の駆動、光制御およびＬＥＤ２の駆動に関連するデータなどが格納されている。

【0191】

照射領域変更部６４は、上記識別関連データ、特性基準関連データ、配光パターン関連データ、角度関連データ等のうちのいずれかを記憶部８から読み出し、複数のレーザ素子１１について駆動または非駆動（すなわち、各レーザ素子１１の出力値）を決定する。

【0192】

（レーザ素子１１および投光範囲について）
ここで、図４および図５を参照して、複数のレーザ素子１１から出射されるレーザ光が発光部１３に形成する照射領域、および、照射領域の形成パターンと第１投光範囲ａ１の大きさとの関係について説明する。

【0193】

図４は、複数のレーザ素子１１と発光部１３との関係を模式的に示した図である。なお、図４では、光制御部１２として機能する反射ミラー１２ａまたはレンズ１２ｂ（後述）の図示は省略している。また、簡略化のために、この図では、１２個のレーザ素子１１が図示されている。

【0194】

図４に示すように、複数のレーザ素子１１が発光部１３に対してマトリクス状に配置されているので、当該レーザ素子１１から出射されたレーザ光も、発光部１３の受光面に形成される照射領域の全てが重ならないように、当該受光面全体にマトリクス状に照射される。これにより、発光部１３の蛍光体を効率よく発光させることができるとともに、各レーザ素子１１の点灯制御によって、第１投光範囲ａ１を種々の配光特性にあわせて変更することができる。

【0195】

また、図５は、発光部１３における照射領域の形成パターンと、第１投光範囲ａ１の大きさとの関係を模式的に示す図である。なお、図５は、簡略化のため、リフレクタ１４としてパラボラミラーが用いられ、そのほぼ焦点位置に発光部１３が配置されている場合を図示している。

【0196】

図５（ａ）の場合、ＬＥＤ２が点灯状態であれば、少なくとも第２投光範囲ａ２内を、レーザ光源ユニット１から出射された照明光を用いて、より明るくすることができる。また、例えば、ＬＥＤ２の故障などにより、第２投光範囲ａ２が、ヘッドランプ１００に必要となる規定の投光範囲および光強度を満たさなくなった場合であっても、レーザ光源ユニット１から出射された照明光により、その第２投光範囲ａ２内の照明を担保することができる。

【0197】

また、照射領域変更部６４が、点灯制御部６５に、１つのレーザ素子１１を駆動させることを示す出力信号を出力した場合には、図５（ｂ）に示すように、発光部１３の受光面の、当該レーザ素子１１に対応する位置のみ（受光面の１つのセグメントのみ）を含むように、照射領域が形成される。この場合、第１投光範囲ａ１は、その照射領域から出射される照明光が投光される範囲のみとなる。

【0198】

この場合、第１投光範囲ａ１を、第２投光範囲ａ２よりも小さくすることができる。例えば、後述のように、ヘッドランプ１００前方の所定の物体のみを明るく照らすことが可能となる。また、必要なところを照らし、不必要なところを照らさないことができるのでヘッドランプ１００全体の消費電力を低減させることができる。

【0199】

また、照射領域変更部６４が、点灯制御部６５に、全てのレーザ素子１１を駆動させないことを示す出力信号を出力した場合、図５（ｃ）に示すように、発光部１３の受光面には照射領域が形成されない。この場合、第１投光範囲ａ１は形成されず、第２投光範囲ａ２のみが形成されることとなる。

【0200】

このように、照射領域変更部６４は、複数のレーザ素子１１のいずれを駆動させるかを決定する（すなわち、レーザ素子１１それぞれの出力値を決定する）ことにより、レーザ光が発光部１３に形成する照射領域を変更している。これにより、発光部１３から出射される照明光が形成する第１投光範囲ａ１を、所望の面積に変更することができる。それゆえ、レーザ光源ユニット１およびＬＥＤ２から出射された光を照明光として利用できるとともに、当該照明光の配光特性、および光強度分布を制御することが可能となる。すなわち、ヘッドランプ１００が出射する光が形成する配光パターンを自由に変更することが可能となる。

【0201】

また、上記の照射領域変更部６４による駆動させるレーザ素子１１の決定（すなわち、レーザ素子１１それぞれの出力値の決定）により、発光部１３の受光面に形成する照射領域の位置を制御することができる。すなわち、照射領域変更部６４は、発光部１３に対する照射領域の位置を変更するものといえる。これにより、第１投光範囲ａ１の位置および大きさを変更することができるので、第１投光範囲ａ１が形成する配光パターンを自由に変更するだけでなく、その光の強度も自在に制御できるため、さらにバラエティーに富む配光パターンを実現することができる。

【0202】

また、図５に示すように、ＬＥＤ２による投光よりもレーザ光源ユニット１による投光の方が、投光範囲および配光パターンを細かく制御することが可能である。その細かい投光範囲および配光パターンの制御例については、例えば図６および図７等を用いて後に説明する。

【0203】

さらに、ヘッドランプ１００は、レーザ光源ユニット１およびＬＥＤ２を備えているので、１つの照明装置にて、発光原理の異なる光源から出射された光を、照明光として利用することができる。

【0204】

また、従来技術のように、光源から出射される光を走査して出射する灯具においては、当該光源が故障した場合、配光制御どころか、照明光の出射すらできなくなってしまい、灯具としての機能を実現できなくなってしまう可能性があった。しかし、本実施形態のヘッドランプ１００は、上記のようにレーザ光源ユニット１およびＬＥＤ２を備えているので、灯具としての機能が実現できなくなってしまうという事態を回避できる。

【0205】

また、従来、ＬＥＤによって特定の配光パターン（例えば、すれ違い前照灯の配光特性）を実現するために、マスク（遮光板）、レンズカットまたはミラーカットによって照明光の一部を遮っていたが、この構成では、照明光のロスが生じる。

【0206】

一方、本実施形態では、ＬＥＤ２は、主として、レーザ光源ユニット１から出射された光のバックアップとして利用される。また、照射領域変更部６４による制御により、第１投光範囲ａ１の形状や大きさなどを自由に変更できる。それゆえ、特定の配光パターンの形成のために、高度な光学設計（例えば、レンズカットやミラーカットなど）が不要となる。また、例えば走行用前照灯とすれ違い用前照灯の配光特性の切り替えを、単純な形状のリフレクタで実現できる。なお、本実施形態においては、ミラーカットなどによって、かえって自由な第１投光範囲ａ１の形成が阻害される可能性がある。

【0207】

また、本実施形態のヘッドランプ１００の構成を、ヘッドランプ１００以外の照明装置（例えば室内灯）によって実現した場合には、例えば、ＬＥＤ２から出射された照明光によって部屋全体を照らし、レーザ光源ユニット１から出射された照明光によって机の上を照らすことも可能となる。

【0208】

以下、上記（１）等を実現し得るヘッドランプ１００の動作例１〜６について説明する。なお、動作例１〜６はあくまで例示であって、ヘッドランプ１００の動作例を限定するものではない。なお、以下の動作例において、車両前方の物体（歩行者、動物、道路標識、センターライン等）を含むように形成される第１投光範囲ａ１は、レーザ光源ユニット１からの投光により形成される範囲のことであり、ＬＥＤ２のみの投光により形成される第２投光範囲ａ２よりも光度が高くなっていればよい。

【0209】

（具体的な動作例１）
まず、市街地における配光の一例について、図６および図７を用いて説明する。図６は、ヘッドランプ１００を市街地で用いたときの配光特性の一例を示す図である。また、図７（ａ）は、そのときにレーザ光源ユニット１が出射する照明光が形成する第１投光範囲ａ１を示す図であり、図７（ｂ）は、そのときの照射領域Ａである。

【0210】

図６（ａ）は、ＬＥＤ２のみが点灯している時の配光特性、すなわち第２投光範囲ａ２を形成している様子を示す。図６（ａ）に示すように、歩道、走行道および対向する道の全体と、当該道以外の前方とを照射しているが、遮光板等による配光特性の制御を行った場合であっても、細やかな制御を行うことは困難である。

【0211】

本実施の形態では、レーザ光源ユニット１から出射された照明光を、上記ＬＥＤ２から出射された照明光とともに出射できる。図６（ｂ）に示すように、レーザ光源ユニット１は、第１投光範囲ａ１を形成している。

【0212】

このときの第１投光範囲ａ１を、図７（ａ）に示す。図７（ａ）の第１投光範囲ａ１を形成するために、照射領域変更部６４は、図７（ｂ）に示すような照射領域Ａが形成されるように、レーザ素子１１それぞれの出力値を決定する。すなわち、照射領域変更部６４は、第１投光範囲ａ１が、第２投光範囲ａ２の周辺部または第２投光範囲ａ２以外に形成されるように、レーザ素子１１それぞれの出力値を決定して、出力信号を点灯制御部６５に送信する。点灯制御部６５は、この出力信号に従ってレーザ素子１１の点灯を制御し、図７（ｂ）に示すような照射領域Ａを形成する。

【0213】

これにより、図６（ｂ）に示すように、ＬＥＤ２から出射された照明光では視認しにくい範囲（ＬＥＤ２では照射できない範囲）を、レーザ光源ユニット１から出射された照明光で補うことができる。

【0214】

さらに、図７（ｂ）に示すように、照射領域変更部６４は、複数のレーザ素子１１から出射されたレーザ光のそれぞれが形成する照射領域の一部が互いに重なるように、当該照射領域を変更するので、図７（ａ）に示すように、各照射領域に対応して形成される第１投光範囲ａ１を互いに重ねることができる。それゆえ、第１投光範囲ａ１を滑らかに形成することができる。

【0215】

なお、ＬＥＤ２等の光源において、このような滑らかな投光範囲の重なりを実現するためには、複数のＬＥＤチップ２１のそれぞれに対してリフレクタ、またはマルチファセットミラーを設け、投光時にそれぞれの投光範囲を重ねるよう制御する必要がある。しかも、本実施の形態におけるレーザ光源ユニット１の輝度は１０００Ｍｃｄ/ｍ^２である一方、一般的なＬＥＤまたはＨＩＤランプの輝度は１００Ｍｃｍ/ｍ^２である。そのため、レーザ光源ユニット１と同じ投光範囲をＬＥＤまたはＨＩＤランプで形成しようとした場合、リフレクタサイズを１桁大きくする必要があり、現実的ではない。本実施の形態のヘッドランプ１００では、レーザ素子１１を用いているので、リフレクタまたはマルチファセットミラーを設けることなく、上記の滑らかな投光範囲の変更を実現できる。

【0216】

また、図７（ｂ）に示すように、複数のレーザ素子１１から出射されたレーザ光のそれぞれが形成する複数の照射領域は、発光部１３に同時に形成されることにより、レーザ光源ユニット１から出射された照明光が形成する投光範囲（同図の各丸印）を同時に複数形成することができる。それゆえ、ヘッドランプ１００前方の複数箇所のそれぞれを、同時に投光することができる。

【0217】

（具体的な動作例２）
次に、図８および図９を参照して、物体検出部６１によって検知された物体に、レーザ光源ユニット１から出射された照射光を照射する場合の動作例について説明する。図８は、当該動作例におけるヘッドランプ１００の処理の流れの一例を示すものであり、図９（ａ）は、当該処理によって形成される投光範囲の一例を示す模式図であり、図９（ｂ）は発光部１３に形成される照射領域の一例を示す模式図である。

【0218】

図８に示すように、レーザ光源ユニット１および／またはＬＥＤ２が点灯状態にあるときに、カメラ５は、車両前方の撮影を開始する（Ｓ１）。このとき、カメラ５は、狭くとも配光エリア全体が撮影可能な画角で車両前方を撮影し、撮影した動画像を制御部６の物体検出部６１に出力する。

【0219】

次に、物体検出部６１は、カメラ５によって撮影された動画像を解析して、動画像中の配光可能エリア内の物体を検出する（Ｓ２）。物体検出部６１は、動画像中の配光可能エリア内に物体が検出された場合、物体が検出された座標値を示す検出信号を物体識別部６２に出力する。

【0220】

次に、物体識別部６２は、物体検出部６１から出力された検出信号に示される座標値における物体の種類を識別する（Ｓ３）。具体的には、物体識別部６２は、物体検出部６１から検出信号を取得したとき、検出信号に示される座標値における物体の移動速度、形状、位置などの特徴点を抽出して数値化した特徴値を算出する。

【0221】

そして、物体識別部６２は、基準値テーブルを参照して、算出した特徴値との誤差が所定閾値以内である基準値を検索する。算出した特徴値との誤差が所定閾値以内の基準値が特定された場合、物体識別部６２は、当該基準値で示される物体が、物体検出部６１によって検出された物体であるものと判定する。

【0222】

物体識別部６２は、物体検出部６１によって検出された物体が、基準値テーブルに予め登録された物体であると判定したとき、当該物体が検出された座標値を示す識別信号を照射領域変更部６４に出力する。

【0223】

図９（ａ）に示される場合、物体識別部６２は、物体の種類を歩行者Ｏであると判定すると共に、当該歩行者Ｏが検出された動画像中の座標値を示す識別信号を照射領域変更部６４に出力する。なお、歩行者Ｏは、事故因子の一例として図示されたものである。

【0224】

次に、照射領域変更部６４は、物体識別部６２から出力された識別信号に示される座標値に基づいて、発光部１３からの光が物体に向けて配光されるように、レーザ素子１１の出力値を決定し、出力信号を点灯制御部６５に出力する。

【0225】

点灯制御部６５は、この出力信号に従って、レーザ素子１１それぞれについての出力をコントロールする（消灯含む）。すなわち、照射領域変更部６４は、上記識別信号に基づいて、レーザ光が発光部１３に形成する照射領域（その面積、位置および／または輝度分布）を変更する（Ｓ４）。

【0226】

図９の場合、照射領域変更部６４は、記憶部８から識別関連データを読み出すことにより、例えば、歩行者Ｏが検出された動画像中の座標値に対応する位置に配置されたレーザ素子１１を駆動させ、それ以外のレーザ素子１１については駆動させないと決定する。そして、点灯制御部６５は、当該決定結果を示す出力信号に従って、レーザ素子１１の点灯を制御する。

【0227】

この場合、図９（ｂ）に示すように、駆動したレーザ素子１１が出射したレーザ光は、発光部１３の受光面の領域Ａ１（同図中の明部）のみ照射され、それ以外の領域（同図中の暗部）には照射されない。これにより、図９（ａ）に示すように、発光部１３からの光が歩行者Ｏに向けて配光されるように第１投光範囲ａ１が形成されるので、歩行者Ｏをより明るく照明することが可能となる。

【0228】

このように、ヘッドランプ１００では、照射領域変更部６４が、物体検出部６１によって検知された物体（すなわち、道路標識、歩行者、動物、障害物、センターラインなど）を含むように、発光部１３に対する照射領域を変更するので、当該物体に対してのみ、発光部１３からの光を配光することができる。すなわち、道路標識、歩行者または障害物などを明るく照明することができるので、目視によって、道路標識を正確に読み取ることや、歩行者または障害物などを正確に認識させることが可能となる。それゆえ、安全な運転環境を実現することができる。

【0229】

また、基準値テーブルには、道路標識、歩行者および障害物などに対応した基準値のほか、例えば、自転車、オートバイなどの車両に対応した基準値が管理されている。これにより、物体識別部６２によって識別された物体の種類に応じて、第１投光範囲ａ１を最適な位置に形成することが可能となる。

【0230】

本実施の形態では、励起光源としてレーザ素子１１を用い、投光系（リフレクタ１４および凸レンズ１６）に対し光学的に小さな光源（高輝度光源）となっているため、投光効率が非常に高く発光部１３にて発光した光の９０％を対象物に投光することができる。そのため、低消費電力でかつ対象物における照度が高い投光が可能となっている。

【0231】

（具体的な動作例２の変形例）
図１０は、具体的な動作例２の変形例を示す図である。本変形例では、対象物が歩行者Ｏと動物である。第２投光範囲ａ２のみの場合、対象物（歩行者Ｏおよび動物）における照度が低いため、ドライバが対象物を認識することは困難であった。

【0232】

本変形例では、図１０の場合も図９の場合と同様、第２投光範囲ａ２とは無関係にスポット光（発光部１３から出射された照明光）を対象物に向けることができるので、ドライバへの注意喚起が可能となる。

【0233】

また、本変形例では、発光部１３への各レーザ光の照射によって各スポット光の配光（第１投光範囲ａ１の形成位置）が制御される。このため、単一のヘッドランプ１００（投光装置）で複数箇所の投光が可能となり、当該ヘッドランプ１００の小型化を図ることができる。すなわち、複数の対象物のそれぞれを含むように、第１投光範囲ａ１を複数箇所に同時に形成することができる。なお、本変形例における処理は、上記動作例２と同様であるため、その説明は割愛する。

【0234】

また、動作例２およびその変形例のように、対象物が動く物体であっても、照射領域変更部６４がレーザ光の発光部１３への照射領域を変更させるだけよいため、対象物の動きに対してレスポンスが早い第１投光範囲ａ１の変更が可能であり、当該対象物を追従することができる。

【0235】

（具体的な動作例３）
次に、図１１を参照して、物体検出部６１によって検知された物体に、レーザ光源ユニット１から出射された照射光を照射しない場合の動作例について説明する。図１１（ａ）は、ヘッドランプ１００の処理によって形成される投光範囲の別例を示す模式図であり、図１１（ｂ）は、発光部１３に形成される照射領域の一例を示す模式図である。また、図１１（ｃ）は、ＬＥＤのみ点灯時の配光特性の一例を示す図である。なお、図１１（ｂ）では、説明を簡略化するために、図１１（ａ）の第１投光範囲ａ１に対応する照射領域については図示していない。

【0236】

この動作例３は、物体検出部６１によって検知された物体に対向車が含まれ、ハイビーム相当の配光パターンで投光している場合（ハイビーム相当の第１投光範囲ａ１が形成されている場合）の一例を示している。

【0237】

動作例２と同様、物体検出部６１および物体識別部６２の処理により、物体の種類を識別し、当該物体が検出された動画像中の座標値を示す識別信号が、照射領域変更部６４に出力される。図１１（ａ）に示される場合、物体識別部６２は、物体の種類をそれぞれ、対向車（自動車やオートバイなど）、歩行者、道路標識および動物であると判定し、当該対向車が検出された動画像中の座標値を示す識別信号を照射領域変更部６４に出力する。

【0238】

照射領域変更部６４は、物体識別部６２から出力された識別信号に示される座標値に基づいて、発光部１３からの光が対向車に向けて配光されないように、レーザ素子１１の出力値を決定し、出力信号を点灯制御部６５に出力する。点灯制御部６５は、この出力信号に従って、レーザ素子１１それぞれについての出力をコントロールする。このとき、動作例２と同様、照射領域変更部６４は、上記座標値に基づいて、発光部１３からの光が歩行者、道路標識および動物のそれぞれに向けて配光されるように、レーザ素子１１の出力値を決定する。

【0239】

図１１の場合、照射領域変更部６４は、記憶部８から識別関連データを読み出すことにより、例えば、対向車が検出された動画像中の座標値に対応する位置に配置されたレーザ素子１１を駆動させず、それ以外のレーザ素子１１を駆動させると決定する。そして、点灯制御部６５は、当該決定結果を示す出力信号に従って、レーザ素子１１の点灯を制御する。

【0240】

この場合、図１１（ｂ）に示すように、駆動したレーザ素子１１が出射したレーザ光は、発光部１３の受光面の領域Ａ２（同図中の暗部）以外の領域（同図中の明部）のいずれかに照射される。これにより、図１１（ａ）に示すように、発光部１３からの光が対向車に向けて配光されないように、第１投光範囲ａ１が形成される。すなわち、ヘッドランプ１００は、対向車に照射されることとなる領域（領域Ｂ）には投光しないよう投光範囲を制御することができる。

【0241】

このように、ヘッドランプ１００では、物体が対向車等の場合には、照射領域変更部６４が、物体検出部６１によって検知された当該物体を含まないように、発光部１３に対する照射領域を変更するので、当該物体を含まないように、発光部１３からの光を配光することができる。それゆえ、対向車や先行車のドライバなどに与える不快な眩しさや幻惑を低減することができるため、安全、且つ、快適な交通環境を実現することができる。

【0242】

また、動作例１および２では、照射領域変更部６４は、物体識別部６２によって識別された物体の種類が、予め登録された基準値テーブルに示される物体の種類と一致したとき、レーザ光が発光部１３に形成する照射領域を変更している。

【0243】

上述のように、動作例２では、照射領域変更部６４は、物体識別部６２によって識別された物体の種類と、予め登録された物体の種類とが一致したとき、発光部１３からの光が当該物体に向かって投光されるように、上記照明領域の位置を変更する。これにより、物体検出部６１によって検知された物体（道路標識、歩行者、動物など）のみ、第１投光範囲ａ１に含めることができるので、当該物体をより明るく照明することが可能となる。

【0244】

一方、動作例３では、照射領域変更部６４は、物体識別部６２によって識別された物体の種類（その種類が対向車等の場合）と、予め登録された物体の種類とが一致したとき、発光部１３からの光が当該物体に向かって投光されないように、上記照明領域の位置を変更することも可能である。これにより、物体検出部６１によって検知された物体（自動車など）のみ、第１投光範囲ａ１に含めないことができるので、対向車のドライバなどに不快な眩しさなどを与えないようにすることができる。

【0245】

ここで、図１１（ｃ）に示すように、ＬＥＤのみを備える灯具の場合、対向車のドライバなどに不快な眩しさを与える可能性は低いが、その分、前方の広範囲にわたって照度の低い範囲（図中の範囲Ｄ）ができてしまう。一方、上記灯具において、前方の照度を高めようとした場合には、対向車のドライバなどに不快な眩しさを与えてしまう可能性が高い。したがって、このような灯具では、対向車のドライバなどに不快な眩しさを与えずに、前方の照度を高めることは困難である。

【0246】

一方、本実施の形態のヘッドランプ１００では、上述のように、物体識別部６２による物体の種類の識別により、その種類に応じた、最適な照射領域の変更、ひいては第１投光範囲ａ１の変更の実現が可能となる。それゆえ、対向車のドライバなどに不快な眩しさを与えずに、前方の照度を高めることができる。

【0247】

（具体的な動作例４）
次に、図１２を参照して、車両が通行する国の法規に応じて配光パターンを変更する場合の動作例について説明する。図１２（ａ）は、ヘッドランプ１００が右側通行国で規定されたすれ違い灯の配光パターンを実現している様子を示す図であり、図１２（ｂ）は、ヘッドランプ１００が左側通行国で規定されたすれ違い灯の配光パターンを実現している様子を示す図である。

【0248】

例えば右側通行国であるフランスと、左側通行国のイギリスとでは、各国の法規に応じて配光パターンを変更する必要がある。照射領域変更部６４は、右側通行国で規定された照明光の配光パターン、および、左側通行国で規定された照明光の配光パターンのいずれかを満たすように、発光部１３に形成されるレーザ光の照射領域の位置を変更する。

【0249】

具体的には、照射領域変更部６４は、例えばイギリスとフランスとを行き来する場合には、例えばＧＰＳと連動させることによって、記憶部８から、各国の法規に従った配光パターン関連データを読み出すことにより、当該法規に従った第１投光範囲ａ１を形成するように、レーザ素子１１それぞれの出力値を決定する。そして、点灯制御部６５は、当該決定結果を示す出力信号に従って、レーザ素子１１の点灯を制御する。これにより、本願のヘッドランプ１００を、あらゆる国で利用される車両に搭載し、活用することができる。

【0250】

また、従来の灯具では、配光をレンズカットやマルチファセットミラーを用いることによって実現していたため、細かな配光制御ができなかった。しかし、本実施の形態では、レーザ素子１１（高輝度光源）を用い、高い投光効率で投光するため、理想的な配光制御ができる。

【0251】

また、ＤＭＤ方式では、対象物での照度が暗く、消費電力も大きかったが、本実施の形態では、細かくて且つ対象物が高照度となるような配光制御を、低消費電力で実現することができる。

【0252】

なお、ＬＥＤ２についても、出力制御部６６の制御により、第２投光範囲ａ２が、走行中の国の法規に従った配光パターンとなるように制御されている。

【0253】

（具体的な動作例５）
次に、図１３〜図１７を参照して、傾斜検出部６３によって検知された車両の傾斜角度に従って、照射領域変更部６４が照射領域の変更を行う場合の動作例について説明する。図１３は、当該動作例におけるヘッドランプ１００の処理の流れを示すものである。図１４（ａ）〜（ｃ）は、車両の傾斜角度と照射領域の変更との関係の一例を示す図であり、図１５（ａ）〜（ｃ）はその変形例を示す図である。図１６は、車両が下り坂に差し掛かった場合の配光特性の一例を示す図である。図１７は、車両が出射する照明光が、坂道の上がり口において対向車に影響を与える様子を模式的に示す図である。

【0254】

図１７に示すように、一般に、車両１１０が坂道の上がり口などにおいて対向車１１１とすれ違うときには、車両１１０が出射する照明光によって、対向車１１１のドライバに不快な眩しさなどを与えてしまう。また、従来の車両では、車両の傾斜にしたがって照明光の投光範囲を変更する場合、当該車両が備えるヘッドランプのリフレクタ自体を動作させる必要があったため、その動作機構が大規模となり、動作速度も遅かった。このため、当該動作機構が、鉛直方向（縦方向）への投光範囲の変更のために利用された場合には、対向車のドライバなどに不快な眩しさなどを与える可能性が高く、安全性の担保が困難であった。そこで、当該動作機構は、主として、その動作速度が遅くても特に問題とならない水平方向（左右方向）への投光範囲の変更のために利用されていた。

【0255】

一方、ヘッドランプ１００では、照射領域変更部６４は、傾斜検出部６３によって検知された検知結果（水平面に対する車両の傾斜）にしたがって、照射領域の位置を変更する。それゆえ、水平面に対する車両の傾斜に従って、第１投光範囲ａ１の位置を変更することができるので、対向車のドライバなどに与える不快な眩しさなどを低減することができる。また、当該位置の変更は、発光部１３に形成される照射領域を変更することでのみで可能となるため、第１投光範囲ａ１の鉛直方向の位置変更をもすばやく行うことができる。すなわち、ヘッドランプ１００は、対向車のドライバなどに与える不快な眩しさや幻惑を低減するためのヘッドランプとして好適といえる。

【0256】

具体的には、図１３に示すように、傾斜検出部６３は、車両の傾斜を検出し、車両の前後方向の傾斜角度を求め（Ｓ１１）、当該傾斜角度の値を示す角度信号を、照射領域変更部６４に出力する。照射領域変更部６４は、記憶部８から角度関連データを読み出すことにより、レーザ素子１１それぞれの出力値を決定する。そして、点灯制御部６５は、当該決定結果を示す出力信号に従って、レーザ素子１１の点灯を制御する。すなわち、照射領域変更部６４は、上記角度信号に基づいて、レーザ光が発光部１３に形成する照射領域を変更する（Ｓ１２）。

【0257】

なお、上記の照射領域の変更は、カーナビゲーションや、高度道路交通システム（ＩＴＳ）、カメラ５からの情報に基づいて行われてもよい。

【0258】

例えば、図１４（ａ）は、平坦な道路において、照射領域変更部６４が所望の配光を満たすために、全てのレーザ素子１１を駆動させ、発光部１３全体にレーザ光が照射されている様子を示す概念図である。このとき、車両は、例えば、ヘッドランプ１００の正面方向に対して角度−αからαの範囲に第１投光範囲ａ１を形成する。なお、ここでは、説明簡略化のため、１２個のレーザ素子１１のそれぞれが、発光部１３の受光面に、４×３のマトリクス状に照射領域を形成する様子を例示している。

【0259】

図１４（ａ）を前提として、図１４（ｂ）は、例えば車両が水平面に対して角度θ１の坂道を上がる様子を示している。このとき、例えば、発光部１３の鉛直方向上段Ｃ１には照射領域が形成されないように、照射領域変更部６４によってレーザ素子１１それぞれの出力値（駆動可否）が決定される。その結果、ヘッドランプ１００は、ヘッドランプ１００の正面方向に対して角度−αからβ（β＜α）の範囲に第１投光範囲ａ１を形成する。

【0260】

このとき、ＬＥＤ２は、平坦地走行時（図１４（ａ）参照）に比べ出力を落としている。点灯制御部６５は、その光量差を補うように、発光部１３へのレーザ素子１１の出力強度を上げている。

【0261】

また、図１４（ｃ）に示すように、車両が水平面に対して角度θ２（＞θ１）の坂道を上がる場合、発光部１３の鉛直方向上段Ｃ２には照射領域が形成されないように、照射領域変更部６４によってレーザ素子１１それぞれの出力値（駆動可否）が決定される。その結果、ヘッドランプ１００は、ヘッドランプ１００の正面方向に対して角度−αからγ（γ＜β）の範囲に第１投光範囲ａ１を形成する。

【0262】

このとき、ＬＥＤ２は、角度θ１の坂道走行時（図１４（ｂ）参照）に比べ出力を落としている。点灯制御部６５は、その光量差を補うように、発光部１３へのレーザ素子１１の出力強度を上げている。つまり、ＬＥＤ２の出力は、図１４（ａ）＞図１４（ｂ）＞図１４（ｃ）となっている。

【0263】

また、例えばレーザ素子１１が８×６のマトリクス状に配置されている場合、すなわち図１４の場合よりもレーザ素子１１が多く配置されている場合には、平坦地走行時においてもすべてのレーザ素子１１を駆動させる必要はない。すなわち、図１５（ａ）〜（ｃ）に示すように、平坦地および坂道のいずれを走行中であっても、その照射領域の面積を変えず、その位置を変えるだけで、図１４と同様、車両の傾きに対応した配光制御（第１投光範囲ａ１の位置制御）を行うことができる。

【0264】

このように、ヘッドランプ１００は、照射領域変更部６４の上記制御により、道路の傾斜に応じて、対向車のドライバなどに影響を与えないように、第１投光範囲ａ１を変更できる。それゆえ、対向車のドライバなどに与える不快な眩しさや幻惑を低減することができる。

【0265】

なお、動作例５は、坂道の上がり口において対向車があった場合の一例であり、対向車にグレアを感じさせないような配光が、発光部１３へのマトリクス状のレーザ照射により実現されれば良い。

【0266】

また、動作例５では、車両が坂道を上がる場合について説明したが、坂道を下る場合も同様の制御がなされる。これにより、坂道を下る場合についても、坂道の上がり口に差し掛かっている対向車のドライバなどに与える不快な眩しさや幻惑を低減することができる。

【0267】

また、下り坂においては、図１６（ａ）に示すように、従来のヘッドランプでは、走行灯時でも坂の傾斜が急であった場合には、進行方向遠方の物体を照射することができなかった。しかし、本実施の形態のヘッドランプ１００は、レーザ素子１１から出射されたレーザ光が、発光部１３をマトリクス状に励起するので、図１６（ｂ）に示すように、遠方をも照らすような仕様にすることも可能である。

【0268】

なお、従来のヘッドランプでも、それぞれの目的に合わせてリフレクタを設置すれば、同じ機能を実現することは可能であるが、自動車やオートバイ等は、その設置場所の制限があり、当該リフレクタを設置することができなかった。本実施の形態では、複数のレーザ素子１１（高輝度光源）をマトリクス状に配することにより、上記のような配光を省スペースで実現することができる。

【0269】

（具体的な動作例６）
次に、図１８を参照して、雨天時に形成される投光範囲の一例について説明する。

【0270】

従来、雨天の夕方には、センターラインが特に見えにくいという問題があった。そのため、例えば、進行１車線、対向２車線といった走行路においては、センターラインをはみ出すことによる事故が発生している。しかし、路面全体を明るくすると、対向車は路面からの反射光をグレアと感じてしまう可能性がある。そのため、路面全体を明るくする機能のみを有する従来のヘッドランプでは、雨天時のセンターラインの視認性を向上させることは困難であった。

【0271】

本実施の形態のヘッドランプ１００では、照射領域変更部６４が、第１投光範囲ａ１が第２投光範囲ａ２の一部に形成されるように、発光部１３に形成される照射領域を変更する。具体的には、照射領域変更部６４は、例えば動作例２と同様、物体検出部６１によって検知された第２投光範囲ａ２内のセンターラインを含むように第１投光範囲ａ１が形成されるように、レーザ素子１１それぞれの出力値を制御する。これにより、第２投光範囲ａ２内において視認しにくい範囲があっても、その部分をレーザ光源ユニット１から出射された照明光で補うことができるので、雨天時のセンターラインの視認性を向上させることができ、上記のような事故の発生を低減させることができる。

【0272】

＜変形例１＞
次に、ヘッドランプ１００の変形例１であるヘッドランプ２００（照明装置、車両用前照灯）について説明する。図１９は、ヘッドランプ１００の変形例を示す図である。図１９に示すように、変形例１に係るヘッドランプ２００は、光制御部１２として、反射ミラー１２ａの代わりに、レンズ１２ｂ（光制御部）を備えている。

【0273】

（レンズ１２ｂ）
レンズ１２ｂは複数備えられ、レーザ素子１１から発振されたレーザ光が発光部１３に適切に照射されるように、当該レーザ光の進行方向を制御するものである。複数のレーザ素子１１の発光点のそれぞれと対向するように、複数のレンズ１２ｂのそれぞれが一対一に備えられている。そして、レンズ１２ｂのそれぞれを透過したレーザ光は、リフレクタ１４に設けられた窓部１４ａを介して発光部１３に照射される。

【0274】

ここで、光制御部１２として反射ミラー１２ａを用いた場合には、反射ミラー１２ａに照射される前のレーザ光の進行方向と、反射ミラー１２ａにて反射した後のレーザ光の進行方向は異なる。すなわち、反射ミラー１２ａは、レーザ素子１１の発光点の光軸とは異なる方向に、レーザ光の進行方向を変更することができる。

【0275】

このため、例えば図２に示すように、レーザ素子１１の発光点がリフレクタ１４の開口部方向とは異なる方向（例えば鉛直上向き）となるように、レーザ素子１１を配置することができる。それゆえ、図２では、フィン４は、その台座表面が鉛直上向きとなるように設置され、レーザ素子１１はその表面上に配置されている。

【0276】

一方、レンズ１２ｂは、拡がりをもって進行するレーザ光を略平行光とし、かつ、発光部１３への導光を制御する。すなわち、反射ミラー１２ａとは異なり、レーザ素子１１の発光点の光軸と、レンズ１２ｂを透過した後のレーザ光の進行方向は略同一となる。

【0277】

このため、例えば図１９に示すように、レーザ素子１１の発光点がリフレクタ１４の開口部方向と略同一方向となるように、レーザ素子１１を配置する必要がある。それゆえ、図１９では、フィン４の台座表面も当該開口部方向と略同一方向となるように設置され、その表面上にレーザ素子１１が配置されている。

【0278】

なお、反射ミラー１２ａ（立上ミラー）を用いず、レンズ１２ｂのみを用いる方法では、ビーム圧縮することができないため、反射ミラー１２ａを用いる方法に比べ、リフレクタ１４の窓部１４ａを大きくする必要がある。それゆえ、リフレクタ１４の投光効率の観点から言えば、本変形例のヘッドランプ２００よりも、図２に示すヘッドランプ１００の方が好ましい形態である。

【0279】

なお、レンズ１２ｂとしては、非球面レンズを用いているが、凸レンズを用いることもできる。

【0280】

＜変形例２＞
次に、ヘッドランプ１００の変形例２であるヘッドランプ３００（照明装置、車両用前照灯）について説明する。図２０は、ヘッドランプ１００の更なる変形例を示す図である。

【0281】

本変形例のヘッドランプ３００は、リフレクタ１４としてパラボラミラーを用いている点、および、発光部１３がＬＥＤ２の一部として機能している点で、上述したヘッドランプ１００の構造とは異なる。

【0282】

（発光部１３）
発光部１３は、図２０（ａ）に示すように、発光部１３の受光面の延長面が、開口部が形成されたリフレクタ１４の端部と接するように、放熱ベース３に設けられた傾斜部３ａ上に傾いて配置されている。このため、発光部１３から発せられた光は、直接外部に漏れることなく、効率的にリフレクタ１４で反射して配光することができる。

【0283】

また、図２０（ｂ）に示すように、発光部１３とＬＥＤ２とは一体形成されていてもよい。また、ＬＥＤ２の蛍光体が発光部１３に含まれる蛍光体として機能してもよい。何れの場合も、発光部１３がＬＥＤ２の一部として機能するものといえる。この場合、ヘッドランプ３００の部品数を減少させることが可能となるため、ヘッドランプ３００の構成を単純化することができる。

【0284】

図２０（ａ）に示す例では、発光部１３およびＬＥＤ２は、リフレクタ１４のほぼ焦点位置に配置されている。

【0285】

なお、本変形例では、レーザ素子１１とＬＥＤ２とで同一の発光部１３を共用しているため、ＬＥＤ２の発光中心波長は３９５ｎｍとなっている。また、蛍光体についても、３９５ｎｍのレーザ光の励起に適した蛍光体を用いている。

【0286】

（リフレクタ１４）
リフレクタ１４は、放物線の対称軸を回転軸として、当該放物線を回転させることによって形成される曲面（放物曲面）を、上記の回転軸に平行な平面で切断することによって得られる部分曲面の少なくとも一部をその反射面に含んでいる。また、リフレクタ１４は、発光部１３およびＬＥＤ２によって発せられた光を配光する方向に半円形の開口部を有している。

【0287】

リフレクタ１４のほぼ焦点に配置された発光部１３およびＬＥＤ２から発せられた光は、放物曲面の反射面を有するリフレクタ１４によって、平行に近い光線束を形成して開口部から前方に配光される。すなわち、変形例２に係るリフレクタ１４は、発光部１３およびＬＥＤ２の両方から出射された照明光を投光するものである。これにより、発光部１３からの光を狭い立体角内に効率的に投光させて、第１投光範囲ａ１および第２投光範囲ａ２を形成することができ、その結果、光の利用効率を高めることができる。

【0288】

本変形例では、樹脂製のハーフパラボラミラーの内面にアルミニウムがコーティングされた半円形のリフレクタ１４を用いており、奥行きＬ１が４０ｍｍ、開口部の半径Ｌ２が４０ｍｍである。また、その焦点は、窓部１４ａが形成されるリフレクタ１４の頂点部から１０ｍｍ離れた位置（すなわち、Ｌ３＝１０ｍｍ）となる。

【0289】

なお、リフレクタ１４は、この他、プロジェクションミラー、特に閉じた円形の開口部を有するパラボラミラーであってもよく、その一部を含むものであってもよい。また、パラボラミラー以外にも、楕円形状や自由曲面形状、或いは、マルチファセット化されたマルチリフレクタを用いることができる。さらに、リフレクタ１４の一部に放物曲面ではない部分を含めてもよい。

【0290】

また、リフレクタ１４としてプロジェクションレンズを利用することも可能であるが、一般にミラーを用いた方が設計上簡易である。

【0291】

なお、リフレクタ１４は、ハーフパラボラなど、パラボラ形状を含むものであればよく、軸外しパラボラミラーや、マルチファセット型パラボラミラーであっても良い。

【0292】

＜変形例３＞
次に、ヘッドランプ１００の変形例３であるヘッドランプ１００ａについて説明する。図２１は、ヘッドランプ１００の変形例であるヘッドランプ１００ａの概略構成の一例を示すブロック図である。図２１に示すように、ヘッドランプ１００ａ（照明装置、車両用前照灯）は、カメラ５の代わりに、赤外線カメラ５ａ（検知手段）を備えており、制御部６の代わりに制御部６ａを備えている。なお、赤外線カメラ５ａは、そのいずれかのみが備えられている構成であってもよい。

【0293】

（赤外線カメラ５ａ）
赤外線カメラ５ａは、配光可能エリアに存在する物体から放射される赤外線放射エネルギーを検知し、当該赤外線放射エネルギー分布を示す分布信号を、物体識別部６２ａに出力する。

【0294】

（物体識別部６２ａ）
物体識別部６２ａ（識別手段）は、赤外線カメラ５ａによって検知された赤外線放射エネルギーに基づいて温度分布画像を生成することにより、上記物体の種類を識別するものである。すなわち、赤外線カメラ５ａおよび物体識別部６２ａは、赤外線サーモグラフィの機能を実現するものである。

【0295】

物体識別部６２ａは、物体識別部６２と同様、温度分布画像中の温度が高い領域の移動速度、形状、位置などなどの特徴点を抽出し、特徴点を数値化した特徴値を算出し、記憶部８に格納された基準値テーブルとの照合により、当該物体と、当該物体が検出された座標値とを示す識別信号を照射領域変更部６４に出力する。

【0296】

これにより、ヘッドランプ１００と同様、照射領域変更部６４が、上記物体を含む、または含まないように、レーザ素子１１それぞれの出力値（駆動可否）を決定することにより、所望の第１投光範囲ａ１の大きさおよび位置を形成することができる。

【0297】

＜変形例４＞
次に、ヘッドランプ１００の変形例４であるヘッドランプ４００（照明装置、車両用前照灯）について説明する。図２２および図２３は、ヘッドランプ１００の更なる変形例を示す図である。図２２は、ヘッドランプ３００の一例を示す概略図である。また、図２３は、アレイレーザ素子４０の周辺構成の一例を示す概略図である。

【0298】

本変形例のヘッドランプ４００は、レーザ素子１１としてアレイレーザ素子４０を用いている以外は、上述したヘッドランプ１００の構成と同様である。すなわち、本変形例では、アレイレーザ素子４０および発光部１３により、レーザ光源ユニット１が形成されている。

【0299】

ヘッドランプ４００は、図２２のように、複数のレーザ素子１１がアレイ状に構成されたアレイレーザ素子４０、反射ミラー１２ａと同様の機能を有する反射ミラー４４（立上ミラー、光制御部）、ステム４３（台座、筐体）およびキャップ４５（筐体）を備えている。

【0300】

なお、アレイレーザ素子４０は、レーザチップ４１とサブマウント４２とからなるレーザ光源を複数備えたレーザ光源群を形成することにより、その基本構造を形成している。

【0301】

また、ステム４３およびキャップ４５により、アレイレーザ素子４０および反射ミラー４４を備える１つの筐体を形成している。この構造により、レーザチップ４１およびステム４３の間の熱抵抗を下げることができる。

【0302】

そのため、ヘッドランプ１００と同じフィン４を用いた場合、ヘッドランプ１００に比べ、システムとしての信頼性をあげることが可能となる。別の見方をすれば、システムとして、ヘッドランプ１００と同じ信頼性に設定した場合、全体を小型化することができる。すなわち、ヘッドランプ４００の小型化を図ることができる。

【0303】

また、レーザチップ４１と反射ミラー４４との相対配置を厳密に制御することが容易であり、製造歩留まりが上がるというメリットもある。

【0304】

（アレイレーザ素子４０）
アレイレーザ素子４０は、フィン４に装着された１つのステム４３に対して当接されており、複数のレーザチップ４１およびサブマウント４２からなる。図２３（ｃ）に示すように、サブマウント４２の上にレーザチップ４１が配置されている。

【0305】

レーザチップ４１は、レーザ素子１１が備えるチップと同様の機能を有するものである。また、サブマウント４２は、レーザチップ４１のダイボンド部である。例えば図２３（ａ）および（ｂ）に示すように、このレーザチップ４１とサブマウント４２とが連なることによって、アレイレーザ素子４０が形成される。すなわち、このようなアレイレーザ素子４０をレーザ光源群として用いることにより、ヘッドランプ４００の小型化を形成することが可能となる。図２３（ａ）および（ｂ）については、さらに後述する。

【0306】

（ステム４３）
熱伝導性を有するステム４３は、図２３に示すように、フィン４と対向する面（第２面、ステム４３の外側で最も広い面積を持つ部分）、および、第２面と略平行な面（第１面、キャップ４５により大部分が封止される側の面）を有する。

【0307】

そのステム４３の第１面に、アレイレーザ素子４０および反射ミラー４４が当接されている。これにより、アレイレーザ素子４０から発生した熱は、ステム４３の第１面から第２面へと直接的に導かれるので、ステム４３内に滞留することなく、フィン４へと導かれる。それゆえ、アレイレーザ素子４０を効率よく冷却することができる。また、アレイレーザ素子４０が第１面に当接されることにより、アレイレーザ素子４０がステム４３の第１面以外の箇所に当接される場合に比べ、ヘッドランプ４００の小型化を図ることができる。

【0308】

なお、図２２に示すように、本変形例では、ステム４３の第１面の中心が発光部１３と略対向する位置となるように、ステム４３および発光部１３が配置されている。ただし、発光部１３とアレイレーザ素子４０との間にミラーを挟むことにより、ヘッドランプ１００のように、紙面横方向に（フィン４の表面が鉛直上向き方向となるように）フィン４を設置しても良い。その場合、フィン４を、ステム４３および放熱ベース３で共有しても良い。

【0309】

（反射ミラー４４）
反射ミラー４４は、反射ミラー１２ａと同じ機能を有しており、アレイレーザ素子４０に対向するように備えられている。反射ミラー４４は、ステム４３の第１面のほぼ中心位置に備えられている。これにより、アレイレーザ素子４０の各レーザチップ４１から出射されたレーザ光が、反射ミラー４４に適切に照射され、当該反射ミラー４４にて反射されたレーザ光が発光部１３へと導光される。また、例えば反射ミラー４４がレーザ光を反射せずに吸収してしまうなど、反射ミラー４４におけるレーザ光の反射ロスによって発生した熱を効率よく放散させることができる。

【0310】

また、反射ミラー４４は、ステム４３の第１面に当接されており、その当接後にレーザチップ４１が当接されることが好ましい。この場合、レーザ光の導光制御や、発光部１３における発光形状および発光点位置などを考慮してのアレイレーザ素子４０の設置位置を容易に調整することができ、ヘッドランプ４００の製造を容易にすることができる。

【0311】

また、反射ミラー４４は、１つのアレイレーザ素子４０に対して、１つの反射ミラーが対向するように備えられていても、当該アレイレーザ素子４０が備える複数のレーザチップ４１それぞれに対して、複数の反射ミラーが対向するように備えられていてもよい。

【0312】

反射ミラー４４が複数の反射ミラーからなる場合には、アレイミラーであることが好ましい。発光部１３における発光形状に応じて、反射面カーブが異なる複数種類の反射ミラー（立上ミラー）を一括して形成しているため、製造工程を簡略化することができる。また、レーザチップ４１とアレイミラーを構成する１つの反射ミラー４４とが一対一に備えられているので、当該レーザチップ４１から出射されたレーザ光を、発光部１３に精度よく導光することができる。

【0313】

（キャップ４５）
キャップ４５は、図２３に示すように、アレイレーザ素子４０および反射ミラー４４を保護するために、ステム４３の第１面を封止している。封止された内部は、ドライエアで満たされている。封止方法は、抵抗溶接であるが、他の方法でも良い。

【0314】

これにより、レーザ光による集塵を防ぐことができるとともに、アレイレーザ素子４０および反射ミラー４４に塵や埃が降りかかることを防ぐことができる。キャップ４５の一部（少なくともレーザ光が形成する光路上となる部分）は、透明板（例えばコバールガラス）で構成され、反射ミラー４４によって反射されたレーザ光を透過させる。

【0315】

（アレイレーザ素子４０のバリエーション）
次に、アレイレーザ素子４０のバリエーションについて、図２３（ａ）および（ｂ）を用いて説明する。なお、アレイレーザ素子４０ａおよび４０ｂ、反射ミラー４４ａおよび４４ｂは、それぞれアレイレーザ素子４０、反射ミラー４４と同様の機能を有している。サブマウント群４２ａおよび４２ｂは、複数のサブマウント４２から形成されている。

【0316】

図２３（ａ）の場合、ステム４３のほぼ中央位置に２つの反射ミラー４４ａが備えられ、それぞれの反射ミラー４４ａと対向するように、２つのアレイレーザ素子４０ａ（第１および第２レーザ光源群）が備えられている。

【0317】

アレイレーザ素子４０ａおよびサブマウント群４２ａは、ステム４３の第１面から見ると矩形状となっている。この場合、レーザチップ４１およびサブマウント４２からなるレーザ光源が複数あっても、それらをレーザ光源群としてひとまとまりに配置することができるので、その配置領域を小さくすることができる。また、反射ミラー４４ａは、アレイミラーである。

【0318】

なお、図２３（ａ）では、アレイレーザ素子４０ａが２つの場合について説明したが、これに限らず、３つ以上のアレイレーザ素子４０ａを配置してもよい。例えば、図２３（ａ）の１つのアレイレーザ素子４０ａを２つに分割してもよい。

【0319】

また、図２３（ｂ）の場合、ステム４３のほぼ中央に備えられた反射ミラー４４ｂに対向するように、１つのアレイレーザ素子４０ｂが備えられている。アレイレーザ素子４０ｂおよびサブマウント群４２ｂは、ステム４３の第１面から見ると円形状となっている。すなわち、アレイレーザ素子４０ｂは、反射ミラー４４ｂの周囲に配されている。この場合、図２３（ａ）のようにアレイレーザ素子４０ｂが矩形状に形成される場合に比べ、よりヘッドランプ４００の小型化を図ることができる。

【0320】

本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

【産業上の利用可能性】

【0321】

本発明は、第１光源および第２光源から出射された光を照明光として利用できるとともに、当該照明光の配光特性、および光強度分布を制御することができ、発光装置や照明装置、特に車両用等のヘッドランプに適用することができる。

【符号の説明】

【0322】

１ レーザ光源ユニット（第１光源）
２ ＬＥＤ（第２光源）
５ａ 赤外線カメラ（検知手段）
１１ レーザ素子（レーザ光源）
１２ 光制御部
１２ａ 反射ミラー（光制御部）
１２ｂ レンズ（光制御部）
１３ 発光部（第１光源）
１４ リフレクタ（投光部）
６２ 物体識別部（識別手段）
６２ａ 物体識別部（識別手段）
６１ 物体検出部（検知手段）
６３ 傾斜検出部（傾斜検出手段）
６４ 照射領域変更部（変更手段）
６６ 出力制御部（出力制御手段）
１００ ヘッドランプ（照明装置、車両用前照灯）
１００ａ ヘッドランプ（照明装置、車両用前照灯）
２００ ヘッドランプ（照明装置、車両用前照灯）
３００ ヘッドランプ（照明装置、車両用前照灯）
４００ ヘッドランプ（照明装置、車両用前照灯）
ａ１ 第１投光範囲
ａ２ 第２投光範囲

【図1】

【図2】

【図3】

【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】

【図23】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】