JP6138420B2 - 発光装置および車両用前照灯 - Google Patents

Description

本発明は、高い演色性を有し、かつ、任意の配光パターンを実現することが可能な発光装置および車両用前照灯に関する。

近年、励起光源として発光ダイオード（ＬＥＤ；Light Emitting Diode）や半導体レーザ（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、蛍光体を含む発光部に照射することによって発生する蛍光を照明光として用いる発光装置の研究が盛んになってきている。

このような発光装置に関する技術の例として、特許文献１から４に開示された発光装置がある。

特許文献１では、可変の照明特性を備えた車両ヘッドランプを機械的に簡単に構成できるようにし、併せて障害耐性と応答速度を高めている。特許文献２では、大型化を抑制しつつ、消費電力を低減するとともに、配光パターンに所望の濃淡を形成することが可能な前照灯が開示されている。特許文献３では、水平方向にワイドな配光パターンと左右側方を照射するＡＦＳ（Adaptive Front-Lighting System）に適した配光パターンとを電気的に切り替えることが可能な車両用灯具が開示されている。特許文献４では、配光を可変にする機能を備えている場合にも、装置の大型化、重量の増加を防止し、製造コストの上昇を防止する光源装置が開示されている。

特開２００３− ４５２１０号公報（２００３年２月１４日公開） 特開２０１１−１５７０２２号公報（２０１１年８月１８日公開） 特開２０１１−１１３６６８号公報（２０１１年６月 ９日公開） 特開２０１１−１３４６１９号公報（２０１１年７月 ７日公開）

しかしながら、上記各特許文献に記載の技術には次のような問題がある。

つまり、特許文献１の車両ヘッドランプ等は、車両ヘッドランプに使用可能な程度での演色性を有するものではなく、また配光パターンを可変とすることが困難である。

本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、その目的は、車両ヘッドランプに使用可能な程度の演色性を有し、かつ、配光パターンが可変の発光装置、投光器、および車両用前照灯を提供することにある。

本発明に係る発光装置は、上記課題を解決するために、レーザ光を出射する複数のレーザ光源と、上記複数のレーザ光源の少なくとも１つから出射されたレーザ光を受けて発光する発光部と、上記複数のレーザ光源のそれぞれについて、上記レーザ光の出射および非出射を制御する出射制御手段と、を備え、上記複数のレーザ光源の少なくとも一部は、当該複数のレーザ光源から出射されるレーザ光が形成する、上記発光部における照射領域のそれぞれについて、その少なくとも一部が互いに異なる位置となるように配されており、上記複数のレーザ光源から出射されたレーザ光のそれぞれの、上記発光部への導光を制御する光制御部をさらに備え、上記光制御部のうちの少なくとも１つは、上記複数のレーザ光源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ミラーであり、上記ミラーは、上記複数のレーザ光源から出射されたレーザ光の幅を圧縮するとともに、当該レーザ光をコリメート光として上記発光部へと導光するものであり、複数の上記ミラーのそれぞれはパラボラミラーであり、上記複数のレーザ光源の発光点のそれぞれと対向するように、かつ当該ミラーの焦点に当該発光点が位置するように配置されていることを特徴としている。

上記構成によれば、複数のレーザ光源が、発光部における照射領域のそれぞれについて、その少なくとも一部が異なる位置となるように配され、かつ、複数のレーザ光源のそれぞれについて、レーザ光の出射および非出射を制御することで、照明光の配光パターンを自由に変更することができる。

このとき、本発明に係る発光装置は、レーザ光源を用いることで十分な輝度を確保し、さらに、レーザ光を受けて発光する発光部を備えることで、レーザ光の波長以外の光の演色性およびコントラストを高めることができる。

すなわち、本発明に係る発光装置は、車両ヘッドランプに使用可能な程度の演色性を有し、かつ、配光パターンを変更することができる。

さらに、本発明に係る発光装置は、上記複数のレーザ光源から出射されたレーザ光のそれぞれの、上記発光部への導光を制御する光制御部を備えていることが好ましい。

上記構成によれば、光制御部がレーザ光の導光を制御するので、複数のレーザ光源を、発光部に対して自由に配置することが可能となる。

さらに、本発明に係る発光装置では、上記光制御部のうちの少なくとも１つは、上記複数のレーザ光源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ミラーであることが好ましい。

上記構成によれば、光制御部の少なくとも１つがミラーであるので、光制御部のすべてが例えばレンズである場合よりも、コート膜の劣化を低減できる。それゆえ、光制御部の耐久性を向上させることができる。

さらに、本発明に係る発光装置では、上記光制御部には、増反射構造が設けられていることが好ましい。

上記構成のように、光制御部には増反射構造が設けられているので、当該光制御部によるレーザ光の反射損失を低減することができる。すなわち、光制御部によるミラーロスを低減できる。

さらに、本発明に係る発光装置では、上記複数のレーザ光源および上記光制御部は、１つの筐体に備えられていることが好ましい。

上記構成のように、複数のレーザ光源および光制御部が１つの筐体に備えられるので、発光装置の小型化を図ることができる。また、複数のレーザ光源が１つの筐体内部に備えられているので、当該レーザ光源から出射されるレーザ光（例えば紫外光）による集塵を防ぐことができる。

さらに、本発明に係る発光装置では、上記複数のレーザ光源は、少なくとも第１レーザ光源群および第２レーザ光源群を形成し、上記光制御部は、上記第１レーザ光源群および上記第２レーザ光源群のそれぞれに対して配されていることが好ましい。

上記構成によれば、複数のレーザ光源が、少なくとも第１レーザ光源群および第２レーザ光源群を形成するので、発光装置におけるレーザ光源の配置領域を小さくすることができる。それゆえ、発光装置の小型化を図ることができる。また、光制御部が、第１レーザ光源群および第２レーザ光源群のそれぞれに対して配されていることにより、発光装置の小型化を図った上で、レーザ光源から出射されるレーザ光のそれぞれを、発光部に対して適切かつ容易に照射することができる。

さらに、本発明に係る発光装置では、上記光制御部の周囲に上記複数のレーザ光源が配されていることが好ましい。

上記構成によれば、複数のレーザ光源が例えば「列」として形成される場合に比べ、より発光装置の小型化を図ることができる。

さらに、本発明に係る発光装置は、上記光制御部を複数備え、複数の上記光制御部は、アレイミラーであり、上記複数のレーザ光源のそれぞれと、上記光制御部のそれぞれとが対向して備えられていることが好ましい。

上記構成によれば、光制御部がアレイミラーの場合、反射面カーブが異なる複数種類のミラーを一括して形成できるため、製造工程を簡略化することができる。また、各レーザ光源と各光制御部とが一対一に備えられているので、各レーザ光源から出射されたレーザ光を、発光部に精度よく導光することができる。

さらに、本発明に係る発光装置では、熱伝導性を有する台座と、上記レーザ光源群からの熱を放散する放熱部と、を備え、上記台座の第１面に、上記レーザ光源群が当接され、上記第１面と略平行な面である上記台座の第２面に、上記放熱部が当接されていることが好ましい。

例えば、台座が第１面に凸部を有し、その凸部にレーザ光源が当接される（すなわち、第１面以外の箇所にレーザ光源が当接される）場合、レーザ光源から発生した熱が台座内に滞留し、レーザ光源を効率よく冷却することができない。

上記構成によれば、レーザ光源および放熱部は、熱伝導性を有する台座の第１面および第２面にそれぞれ当接されている。そのため、レーザ光源から発生した熱は、台座の第１面から第２面へと直接的に導かれるので、台座内に滞留することなく、放熱部へと導かれる。それゆえ、レーザ光源を効率よく冷却することができる。

また、レーザ光源が第１面に当接されることにより、レーザ光源が台座の第１面以外の箇所に当接される場合に比べ、発光装置の小型化を図ることができる。

さらに、本発明に係る発光装置では、上記光制御部は、上記台座の第１面に当接されていることが好ましい。

上記構成によれば、光制御部が台座に当接されることにより、例えば光制御部がレーザ光を反射せずに吸収してしまうなど、光制御部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。

また、同じ対象物に対してレーザ光源および光制御部が当接される場合、一般に、光制御部を当接した後にレーザ光源が当接されるので、レーザ光の導光制御や、発光部における発光形状および発光点位置等を考慮してのレーザ光源の設置位置を容易に調整することができ、発光装置の製造を容易にすることができる。上記構成によれば、レーザ光源と光制御部とがともに台座の第１面に当接されるので、上記の調整を容易に行うことを可能とし、発光装置の製造を容易にすることができる。

さらに本発明に係る発光装置では、上記光制御部のうちの少なくとも１つは、上記複数のレーザ光源から出射されたレーザ光を受け取る入射端部と、当該入射端部が受け取ったレーザ光を上記発光部に出射する出射端部と、を備える導光部であることが好ましい。

上記構成によれば、導光部は、入射端部から入ったレーザ光を、出射端部から出射し、発光部へと導光する。それゆえ、入射端部側にレーザ光源を備えればよいため、レーザ光源の制御または取替えなどの容易性を考慮して、当該レーザ光源を配置することができる。

さらに、本発明に係る発光装置では、上記導光部を複数備え、複数の上記導光部のそれぞれが有するコアの、上記レーザ光の導光方向に垂直な断面の形状は、多角形であることが好ましい。

上記構成によれば、上記コアが円形である場合に比べ、複数の導光部を密に配置することができる。それゆえ、上記レーザ光のそれぞれを発光部の所望の位置に照射させることが容易となる。

さらに、本発明に係る発光装置では、上記光制御部は、マルチモードファイバであることが好ましい。

上記構成によれば、光制御部がマルチモードファイバであるため、略ガウス分布である、レーザ光源のそれぞれから出射されるレーザ光のエネルギー強度分布を、略トップハット分布に変換することができる。それゆえ、発光部におけるレーザ光のエネルギー強度分布をほぼ一定とすることができ、発光部の劣化を抑制することができる。

さらに、本発明に係る発光装置は、自装置が投光可能な範囲である投光可能範囲内の物体を検知する検知手段を備え、上記出射制御手段は、上記複数のレーザ光源のそれぞれについて、上記レーザ光の出射および非出射を制御することが好ましい。

上記構成によれば、出射制御手段は、検知手段の検知結果に基づいて、検知された物体に投光されるように、レーザ光の出射および非出射を制御する。それゆえ、物体に対する配光パターンを制御することが可能となるため、例えば、検知された物体の全体または一部に光を照射するなどの配光パターンの制御が可能となる。

さらに、本発明に係る発光装置は、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、上記出射制御手段は、上記識別手段によって識別された上記物体の種類に応じて、上記レーザ光の出射および非出射を制御することが好ましい。

上記構成のように、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。したがって、識別手段によって識別された物体の種類に応じて、出射制御手段が、レーザ光の出射および非出射を制御することにより、物体に対する配光パターンを制御することが可能となる。これにより、例えば、検知された物体の全体または一部に光を照射する、または当該物体に照射しないなどの配光パターンの制御が可能となる。

さらに、本発明に係る発光装置は、上記発光部から出射された光を投光する投光部を備え、上記発光部の大きさは、上記投光部の大きさよりも小さいことが好ましい。

上記構成のように、投光部に対して、発光部の大きさを小さくすることによって、発光部が発した光を、投光部前方に効率よく投光することができる。

さらに、本発明に係る車両用前照灯では、上記に記載の発光装置を備えることが好ましい。

上記構成のように、本発明に係る車両用前照灯は、任意の場所に光を照射することが可能となるため、配光パターンを自由に変更することができる。

本発明に係る発光装置は、以上のように、レーザ光を出射する複数のレーザ光源と、上記複数のレーザ光源の少なくとも１つから出射されたレーザ光を受けて発光する発光部と、上記複数のレーザ光源のそれぞれについて、上記レーザ光の出射および非出射を制御する出射制御手段と、を備え、上記複数のレーザ光源の少なくとも一部は、当該複数のレーザ光源から出射されるレーザ光が形成する、上記発光部における照射領域のそれぞれについて、その少なくとも一部が互いに異なる位置となるように配されている構成である。

それゆえ、本発明に係る発光装置は、車両ヘッドランプに使用可能な程度の演色性を有し、かつ、配光パターンを変更することができるという効果を奏する。

本実施形態に係るヘッドランプの一例を示す概略図である。 本実施形態に係る発光装置における複数のレーザ素子と発光部の関係を模式的に示した図である。 上記発光装置における動作の一例を示す図である。 上記発光装置における動作の別例を示す図である。 上記発光装置における動作のさらなる別例を示す図である。 （ａ）および（ｂ）は、発光部に形成された複数の照射領域の位置関係の一例を示す図である。 パラボラミラーの回転放物面を示す概略図である。 （ａ）は、パラボラミラーの上面図を示す図であり、（ｂ）は、パラボラミラーの正面図を示す図であり、（ｃ）は、パラボラミラーの側面図である。 本実施形態に係る発光装置が備える制御部の一例を示すブロック図である。 本実施形態に係る発光装置の処理の一例を示すフローチャートである。 （ａ）は、本実施形態に係るヘッドランプが搭載された車両が対向車とすれ違うときの投光範囲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が搭載された車両の前方に動物（危険因子）が検知されたときの投光範囲の一例を示す図である。 （ａ）は、本実施形態に係る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、本実施形態に係る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。 （ａ）は、上記ヘッドランプから出射された光が形成する投光範囲の一例を示す図であり、（ｂ）は、当該投光範囲が形成されるときに発光部に形成される照射領域の一例を示す図である。 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。 （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。 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。 本実施形態に係るヘッドランプの変形例を示す概略図である。 本実施形態に係るヘッドランプの別の変形例を示す概略図である。 本実施形態に係るヘッドランプのさらに別の変形例を示す概略図である。 （ａ）および（ｂ）は、図１９に示される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り、（ｃ）は、１つのレーザチップおよびサブマウントの概略構成の一例を示す図である。 図１９で示されるヘッドランプが備えるアレイレーザ素子の周辺構成の別例を示す図である。 本実施形態に係るヘッドランプのさらに別の変形例を示す概略図である。

以下、図面を参照しつつ、本実施の形態に係る発光装置１等について説明する。以下の説明では、同一の部品および構成要素には同一の符号を付している。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。

〔発光装置１の動作概略〕
まず、発光装置１の動作の概略を図２等により説明したうえで、ヘッドランプの具体的な構成を説明する。本実施形態に係る発光装置１は、複数のレーザ素子２、発光部３および出射制御部４（出射制御手段）（図１参照）にて、その基本構造が形成されており、後述するヘッドランプ１００〜５００に備えられる。

図２は、複数のレーザ素子２と発光部３との関係を模式的に示した図である。この図では、１２個のレーザ素子２が図示されているが、これに限られたものではない。図２に示すように、発光装置１では、出射制御部４による制御を受けて、マトリクス状に配置された複数のレーザ素子２からレーザ光が出射される。そして、発光部３は、そのレーザ光を受けて蛍光を発光する。

図２に示すように、複数のレーザ素子２は、発光部３に対してマトリクス状に配置されている。また、光制御部（例えば、後述する変形例２（図１８参照）のコリメートレンズ３０）が、レーザ素子２それぞれに対応して配置されている。そのため、レーザ素子２それぞれから出射されたレーザ光も、発光部３の受光面に形成す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３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２の出射制御によって、照明光の投光範囲を種々の配光特性にあわせて変更することができる。また、発光部３を均一に発光させることも可能となる。

図３〜図５は、発光装置１の種々の動作例を示すものである。図３〜図５では、簡略化のため、発光装置１に対してパラボラミラー５（投光部）（図１参照）が用いられ、そのほぼ焦点位置（第１焦点の位置）に発光部３が配置されているものとして説明する。

発光装置１では、後述する出射制御部４が、複数のレーザ素子２の駆動可否を決定し、各レーザ素子２の出射および非出射を制御することによって、発光部３におけるレーザ光の照射面積または照射位置を変化させることができる。そして、そのレーザ光の照射面積または照射位置の変化に応じて、発光部３から出射され、パラボラミラー５によって反射された光の投光範囲を変化させることができる。

図３に示すように、出射制御部４によって、複数のレーザ素子２の全てからレーザ光が出射された場合、最大面積を有する投光範囲ａ１が形成される。この場合、発光部３の受光面に形成される照射領域が、当該受光面の全てのセグメントに形成されることになる。

図４は、複数のレーザ素子２のうち、一部のレーザ素子２からレーザ光が出射されているときに形成される投光範囲ａ１を示している。図４では、出射制御部４によって、駆動対象として選択された一部のレーザ素子２に対応する、発光部３の受光面における位置のみ（例えば、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。その照明領域から出射される照明光が形成する投光範囲ａ１は、図４に示すように、図３に比べて限定された範囲となる。

図５は、複数のレーザ素子２のうち、一部のレーザ素子２からレーザ光が出射されているときに形成される投光範囲ａ１を示している。図４と異なり、図５では、例えば、上記受光面の１つのセグメント（同図の領域Ａ）のみにレーザ光が出射されないように、出射制御部４が複数のレーザ素子２の出射および非出射を制御する。この場合、領域Ａに対応する範囲ａ２を除くように、投光範囲ａ１が形成される。

このように、発光装置１は、複数のレーザ素子２が、発光部３における照射領域のそれぞれについて、その少なくとも一部が異なる位置となるように配され、かつ、複数のレーザ素子２のそれぞれについて、レーザ光の出射および非出射を制御することで、照明光の配光パターンを自由に変更することができる。また、発光装置１は、レーザ素子２を用いることで十分な輝度を確保し、さらに、レーザ光を受けて発光する発光部３を備えることで、レーザ光の波長以外の光の演色性およびコントラストを高めることができる。

以上のように、所定の位置のみ照らすことができるため、必要なところを照らし、不要なところを照らさないことができるため、後述するヘッドランプの消費電力を低減することができる。

〔ヘッドランプの概略構造〕
次に、本実施形態に係るヘッドランプ１００（発光装置、車両用前照灯）の概略的な構造の一例について、図１を参照して説明する。図１は、本実施形態に係るヘッドランプ１００の一例を示す概略図である。

図１に示すように、ヘッドランプ１００は、レーザ素子２、発光部３、出射制御部４、パラボラミラー５（投光部）、立上ミラー６（光制御部、ミラー）、放熱ベース７（放熱部）、フィン８（放熱部）、発光部支持部９および波長カットコート１０を備えている。

ヘッドランプ１００は、レーザ素子２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、このヘッドランプ１００は、搭載される自動車（オートバイ等も含む）の前側両端部に、複数個配置される場合があるが、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。

（レーザ素子２）
レーザ素子２は、レーザ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２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。

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３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３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２から出射されたレーザ光が、立上ミラー６を介して発光部３に形成する照射領域（励起光のスポットサイズ）は、直径１００μｍから１０００μｍである。

図１に示すヘッドランプ１００には、レーザ素子２が複数設けられており、複数のレーザ素子２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２は高輝度光源であるため、効率よく、発光部３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。

本実施形態では、レーザ素子２の個数は２４個である。すなわち、レーザ素子２のそれぞれから出射されたレーザ光は、発光部３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（８×３のマトリクス状に）形成されるように、放熱ベース７の上に配置されている。これにより、複数のレーザ素子２から出射されたレーザ光により、発光部３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２の個数は、上記に限定されず、発光部３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。

レーザ素子２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３に含める蛍光体の種類に応じて適宜選択されればよい。

また、レーザ素子２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２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２に供給される。

なお、波長は３９５ｎｍに限定されるものではなく、発光部３に使用している蛍光体に応じて適宜、選択すればよい。

また、図１では、複数のレーザ素子２が放熱ベース７の上に均等に配置された構成を示しているが、これに限らず、隣接するレーザ素子２の間隔をそれぞれ任意に規定してもよい。

（放熱ベース７）
放熱ベース７は、パラボラミラー５の外部において、複数のレーザ素子２を支持する支持部材であり、金属（例えば、アルミニウムや銅）からなる。このため、放熱ベース７は熱伝導性が高く、放熱ベース７上に配置されたレーザ素子２において発生した熱を、効率的に放熱することができる。

なお、レーザ素子２を支持する部材は、金属以外の熱伝導性が高い物質（炭化珪素や窒化アルミニウムなど）を含む部材でもよいが、熱伝導率が高い金属等であることがより好ましい。

（フィン８）
フィン８は、放熱ベース７に設けられており、レーザ素子２から放熱ベース７に伝わった熱を冷却する冷却部（放熱機構）として機能する。このフィン８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。

本実施の形態では、放熱ベース７とフィン８をアルミダイキャスト法により一体成型し、その上にＳｉペースト（絶縁性熱伝導樹脂）を介して、レーザ素子２を設置している。

なお、フィン８は必ずしも放熱ベース７に当接する必要はなく、放熱ベース７とフィン８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。また、放熱ベース７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。

（立上ミラー６）
立上ミラー６は、複数のレーザ素子２と発光部３との間に配置され、複数のレーザ素子２から出射されたレーザ光のそれぞれの、発光部３への導光を制御するものである。換言すれば、立上ミラー６は、複数のレーザ素子２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。

具体的には、複数のレーザ素子２のそれぞれから出射されたレーザ光は、立上ミラー６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、パラボラミラー５の窓部を通って発光部３へ導かれる。

これにより、複数のレーザ素子２を、発光部３に対して自由に配置することができる。

（立上ミラー６の構造）
本実施の形態では、立上ミラー６は、レーザ素子２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２より出射されたレーザ光をコリメート光とし、且つ、その光路を制御している。なお、立上ミラー６は、レーザ素子２（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を向上させることができる。また、これに限らず、その他の放物ミラーなどで実現されていてもよい。

また、放熱ベース７には複数のレーザ素子２が設けられているので、そのレーザ素子２の発光点のそれぞれと対向するように、複数の立上ミラー６のそれぞれが一対一に備えられている。

（立上ミラー６の機能）
上述したように、本実施の形態の立上ミラー６は、発散光（レーザ素子２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、立上ミラー６を用いることにより、パラボラミラー５の窓部を小さくすることができる。

具体的に、図１に示すレーザ素子２から発光部３までのレーザ光の光路を考察する。レーザ素子２から出射された３本のレーザ光の幅（紙面横方向）は、レーザ素子２の配置間隔に依存している。しかし、立上ミラー６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、パラボラミラー５の窓部を小さくすることができ、発光部３から出射される光を有効に使用することが可能となる。

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、図１３に示すように、最終的に横長の配光とする必要がある。そのため、立上ミラー６は、レーザ素子２から出射されたレーザ光を、縦方向に圧縮し、発光部３において横長となるように照射している。

このように、本実施の形態の立上ミラー６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。

なお、図１では、立上ミラー６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、立上ミラー６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２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２からコリメート光を出射可能な構成の場合には、立上ミラー６を平面鏡にすることで、立上ミラー６と同様の機能を実現することが可能である。

また、レーザ光の導光制御において、立上ミラー６を用いた場合には、コリメートレンズ３０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、立上ミラー６を用いることが望ましい。

（立上ミラー６の素材）
立上ミラー６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の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。

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。

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。

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。

また、立上ミラー６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、レーザ光の立上ミラー６による反射損失（ミラーロス）を低減することができる。

（照射領域に関する説明）
すなわち、複数のレーザ素子２の少なくとも一部が、複数のレーザ素子２から出射されるレーザ光が形成する、発光部３における照射領域のそれぞれについて、その少なくとも一部が互いに異なる位置となるように配されていればよい。

つまり、図６（ａ）に示すように、複数のレーザ素子２は、レーザ素子２それぞれから出射されたレーザ光が形成する照射領域の全てが、互いに異なる位置となるように配されていてもよいし、図６（ｂ）に示すように、その照射領域のそれぞれについて、その少なくとも一部が重なり、それ以外の部分が異なる位置となるように配されてもよい。さらに、図示しないが、複数のレーザ素子２は、複数の照射領域のうちの一部が重なり、それ以外の照射領域についてはその全体が異なる位置となるように配されてもよい。

なお、発光部３において輝度を高くする照射領域に関しては、１つのレーザ素子２から出射されるレーザ光が形成する照射領域は、狭くなることが望ましい。

また、図６では、説明簡略化のために、照射領域の数、すなわち、その照射領域を形成するレーザ素子２の数は、図１に示すレーザ素子２の数よりも少ない。

（発光部３）
発光部３は、レーザ素子２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３は、複数のレーザ素子２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。

また、発光部３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。

例えば、発光部３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３は、４ｍｍ×２ｍｍの矩形で、厚さ０．１ｍｍの薄膜状となるように、蛍光体の粉末を発光部支持部９の傾斜部９ａ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。

この発光部３は、発光部支持部９で、且つ、パラボラミラー５の焦点位置近傍に配置されている。このため、発光部３から発せられた光は、パラボラミラー５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。

図１に示すように、発光部３は、パラボラミラー５よりも小さい（例えば、パラボラミラー５の１／１０程度）ことが好ましい。この場合、発光部３が発した光を、パラボラミラー５の前方に効率よく投光することができる。

また、発光部３は、全てのレーザ素子２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。

（発光部３の傾斜配置）
また、発光部３は、発光部３から発せられた蛍光が、効率的にパラボラミラー５で反射して、パラボラミラー５から投光することが可能なように、発光部支持部９の傾斜部９ａ上に傾いて配置されている。傾斜部９ａ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３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９ａ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９ａが形成されていると、発光部３で発せられた光の最も光度の高い領域がパラボラミラー５の窓部となるため、投光効率が悪くなる。

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９ａ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９ａが形成されていてもよい。

さらに、パラボラミラー５の窓部を、レーザ光が透過し、発光部３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９ａ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９ａが形成されていても、投光効率は向上する。

（蛍光材料）
本実施形態では、レーザ素子２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３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。

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。

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３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。

（封止型）
発光部３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。

発光部３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３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。

（薄膜型）
発光部３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、発光部支持部９に高熱伝導接着剤により固定する。

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（発光部支持部９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。

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。

（励起光のスポットサイズ）
本実施の形態では、発光部３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３には複数の蛍光体が使用されるが、蛍光体の粒系サイズは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３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２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。

（青色レーザ素子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２（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。

レーザ素子２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２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３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）。

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。

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３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）。

（白色光以外の光の出射について）
また、発光部３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。

なお、レーザ素子２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３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。

（発光部支持部９）
熱伝導性の高い金属等からなる発光部支持部９は、その一端の傾斜部９ａにおいて発光部３を支持し、発光部３がパラボラミラー５の略焦点位置となるように、パラボラミラー５に接続されている。

本実施の形態では、Ａｌを用いているが、ＡｌＮ、ＳｉＣなどの高熱伝導セラミックスを用いても良い。

また、本実施の形態では、発光部支持部９に、酸化チタンをバインダーとして蛍光体を塗布することにより、発光部３を固定している。このバインダーとしては、酸化ケイ素等を用いても良い。

また、発光部３が薄膜型の場合、発光部支持部９の発光部３と対向する面に、ＴｉＮやＴｉ、ＴａＮ、Ｔａなどをバリアメタルとして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などをコートしておいても良い。

なお、発光部支持部９の他端は、パラボラミラー５を貫通して、熱伝導性が高い放熱部材（図示せず）に接続されていてもよい。このため、レーザ光によって発熱する発光部３の熱は、発光部支持部９および放熱部材に伝播し、効率よく放熱される。

（パラボラミラー５）
パラボラミラー５は、発光部３によって発せられた光を反射し、制御するものである。また、パラボラミラー５は、ヘッドランプ１００（自装置）が投光可能な範囲である配光エリア（投光可能範囲）に向けて投光するものである。すなわち、投光範囲ａ１（図３参照）は、複数のレーザ素子２から出射され、発光部３が発した照明光によって形成されるものである。

また、パラボラミラー５は、発光部３から発光した照明光を投光するものである。

パラボラミラー５は、発光部３が発生させた蛍光を反射し、配光エリアに向けて投光するものであり、所定の立体角内を進む光線束（照明光）を形成する。そのため、ヘッドランプ１００には、凸レンズ１１を設ける必要がない。すなわち、ヘッドランプ１００は、楕円ミラー２０および凸レンズ１１を備えた変形例１に係るヘッドランプ２００と異なり、パラボラミラー５のみで、発光部３から発せられる光を略平行光に制御し、その略平行光を投光している。

このパラボラミラー５は、例えば、金属薄膜がその表面に形成された部材であってもよいし、金属製の部材であってもよい。

図７は、パラボラミラー５の回転放物面を示す概念図である。図７に示すように、パラボラミラー５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、上記回転軸を含む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。

このような形状のパラボラミラー５が、発光部３の、側面よりも面積の広い上面に対向するようにその一部が配置されている。すなわち、パラボラミラー５は、発光部３の上面を覆う位置（レーザ光が照射される発光部３の面である照射面（受光面）側）に配置されている。別の観点から説明すれば、発光部３からみて、発光部３から発せられる光の光度が最も高い放射角度に、パラボラミラー５の少なくとも一部が配置される。

発光部３とパラボラミラー５との位置関係を上述のものにすることで、発光部３の蛍光を所定の立体角内に効率的に投光することができ、その結果、蛍光の利用効率を高めることができる。

（ハーフパラボラ）
パラボラミラー５は、以下に説明するような、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。

図８（ａ）は、ハーフパラボラとしてのパラボラミラー５の上面図、図８（ｂ）は正面図、図８（ｃ）は側面図である。図８（ａ）〜図８（ｃ）は、説明図面をわかりやすく例示するよう直方体の部材の内部をくり抜くことでパラボラミラー５を形成した例を示している。

図８（ａ）および図８（ｃ）において、符号５ａで示す曲線が放物曲面を示している。また、図８（ｂ）に示すように、パラボラミラー５を正面から見た場合、その開口部５ｂ（照明光の出口）は半円である。

（パラボラミラー５の窓部）
パラボラミラー５には、レーザ光を透過または通過させる窓部（図示せず）が設けられている。この窓部は、貫通孔であってもよく、或いは、レーザ光を透過させることが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３の蛍光）を反射するフィルターを設けた透明板を窓部として設けてもよい。この構成によれば、発光部３から発せられた光が、窓部から漏れることを防止することができる。

なお、上記に挙げたパラボラミラー５は、ミラーの焦点位置近傍からの光を略平行光とするのに適した光学部材である。一方で、焦点位置から離れた位置からの光に関しては、非常に収差が大きい。その為、焦点位置から離れた位置からの光は、焦点位置近傍からの光と同じ輝度の光でも、大きなスポットとして投光される。このことを利用すれば、投光軸から離れた範囲（車両用ヘッドランプの場合、進行方向に対して側面方向、かつ近く（例えば図１１（ｂ）における投光範囲ａ３））を、大きなスポットで照らすことが可能となる。

なお、このような特性が不要である場合、球面ミラーやマルチファセットミラー等を使用しても良い。さらに、投光部としては、必ずしもパラボラミラー５である必要はなく、発光装置の目的に応じて適宜選択することができる。例えば、図１７に示す楕円ミラー２０であってもよく、任意の配光を作ることができるマルチファセットミラー、あるいは自由曲面ミラー、マルチミラーとすることもできる。

（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。

本実施の形態では、レーザ素子２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２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２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。

（波長カットコート１０）
波長カットコート１０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１０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。

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１０の種類に応じて適宜調整できる。また、波長カットコート１０の代わりに波長カットフィルタを用いることもできる。

（出射制御部４）
出射制御部４は、複数のレーザ素子２のそれぞれについて、レーザ光の出射および非出射を制御するものである。また、出射制御部４は、複数のレーザ素子２のそれぞれについて、レーザ光の出力を制御するものであってもよい。出射制御部４の詳細は後述する。

〔ヘッドランプ１００のその他の構成〕
次に、本実施形態に係るヘッドランプ１００のその他の構成について、図９を参照して説明する。図９は、主として、ヘッドランプ１００が備える制御部１２の一例を示すブロック図である。図９に示すように、ヘッドランプ１００は、上述した構成のほか、制御部１２およびカメラ１６を備えている。

（カメラ１６）
カメラ１６は、配光エリア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に配置される。カメラ１６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。

カメラ１６は、例えば、レーザ素子２からレーザを出射された時点から撮影を開始し、撮影した動画像を制御部１２に出力する。制御部１２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投光範囲ａ１を形成することができる。

また、カメラ１６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１６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。

なお、カメラ１６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。

（傾斜検知部１５）
傾斜検知部１５は、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、車両の傾斜角度を求め、角度信号を出射制御部４に出力する。傾斜検知部１５は、特開２０１１−３７３３７号公報、特開２００９−２０４４５９号公報、特開２００９−１８４４６３号公報、特開２００５−２８３２９０号公報などに記載されている公知の方法により車両の傾斜を検知する。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、その検知手法はどのような手法であってもよい。

（制御部１２）
制御部１２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、物体検知部１３（検知手段）、物体識別部１４（識別手段）、傾斜検知部１５および出射制御部４を備えている。制御部１２は、ヘッドランプ１００に備えられた記憶部（不図示）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、制御部１２は、発光装置１およびヘッドランプ１００に接続された外部装置として備えられていてもよい。

（物体検知部１３）
物体検知部１３は、カメラ１６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、物体検知部１３は、カメラ１６から動画像を取得したとき、動画像中の配光エリアに含まれる物体を検出する。

物体検知部１３は、動画像中の配光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１４に出力する。

なお、カメラ１６の代わりに、配光エリア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であってもよいし、カメラ１６と赤外線レーダとを併用しても良い。赤外線レーダを利用する場合も、カメラ１６と同様、汎用性の高い技術を用いて、配光エリアに存在する物体の検知を行うことができる。

（物体識別部１４）
物体識別部１４は、物体検知部１３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１４は、物体検知部１３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。

そして、物体識別部１４は、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。

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１４は、当該基準値で示される物体を、物体検知部１３によって検出された物体であるものと判定する。

物体識別部１４は、物体検知部１３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出射制御部４に出力する。

（出射制御部４）
出射制御部４は、物体識別部１４から送信された識別信号に示される物体の種類や位置などに応じて、検知された物体が含まれる検出領域に対応するレーザ素子２の出射および非出射を制御する。

具体的には、出射制御部４は、物体識別部１４から出力された識別信号に示される物体の種類が、対向車や先行車などである場合には、当該対向車や先行車などが検出された検出領域に対応する配光エリアへの投光量を対向車や先行車などの運転手がグレアと感じないレベルとなるように、当該検出領域に対応するレーザ素子２を制御する。すなわち、出射制御部４は、当該レーザ素子２からレーザ光が出射されないようにするか、そのレーザ光の出力を低下させるように、当該レーザ素子２を制御する。

一方、出射制御部４は、物体識別部１４から出力された識別信号に示される物体の種類が、道路標識や障害物などである場合には、当該道路標識や障害物などが検出された検出領域に対応する配光エリアに向けて投光するレーザ素子２の出力を上昇させる。

また、出射制御部４は、傾斜検知部１５から送信された角度信号にしたがって、その車体の角度に応じた投光範囲ａ１を形成するように、当該投光範囲ａ１に対応するレーザ素子２の出射および非出射を制御する。

さらに、出射制御部４は、上記の識別信号または角度信号を受けなくても、すれ違い前照灯などの配光基準特性などの所望の配光パターンにあわせて、複数のレーザ素子２それぞれの出射および非出射を制御する。

以下、ヘッドランプ１００の動作例１〜４について説明する。なお、動作例１〜４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。

〔具体的な動作例１〕
まず、図１０および図１１を参照して、物体検知部１３によって検知された物体に応じた出射制御部４の動作例について説明する。図１０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１１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る。

まず、図１０に示されるように、カメラ１６は、車両前方の画像が撮影することができるような画角で車両前方の配光エリアを撮影し（Ｓ１）、撮影した動画像を物体検知部１３に送る。

次に、物体検知部１３は、カメラ１６によって撮影された動画像を解析して、配光エリア内の物体を検出する（Ｓ２）。物体検知部１３は、動画像中の配光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を示す検出信号を物体識別部１４に送信する。

次に、物体識別部１４は、物体検知部１３から送られてきた検出信号に示される座標値における物体の種類を取得したとき、検出信号に示された座標における物体の種類を識別する（Ｓ３）。つまり、物体識別部１４は、物体検知部１３から検出信号を受け取ったとき、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。

そして、物体識別部１４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１４は、当該基準値で示される物体が、物体検知部１３によって検出された物体であるものと判定する。

物体識別部１４は、上記の判定結果に基づいて、基準値で示される物体の種類、および当該物体が検出された検出領域を示す識別信号を出射制御部４に出力する。例えば、物体識別部１４は、図１１（ａ）のように物体の種類を対向車であると認定すると、当該対向車が検出された領域に対応した検出領域を示す識別信号を出射制御部４に送信する。

次に、出射制御部４は、物体識別部１４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３からの光が物体に向けて投光される、または投光されないように、レーザ素子２それぞれの出射および非出射を制御する。すなわち、出射制御部４は、上記識別信号に基づいて、複数のレーザ素子２それぞれについて、出射および非出射を制御することによって、レーザ光が発光部３に形成する照射領域の面積または位置を変更する（Ｓ４）。

例えば、図１１（ａ）に示される場合、出射制御部４は、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２からレーザ光を出射させず、それ以外のレーザ素子２からレーザ光を出射させるように制御する。これにより、図１１（ａ）に示すように、通常の投光範囲Ｌのうち、当該物体を含む範囲ａ２を除く投光範囲ａ１に、発光部３からの光を投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。

また、図１１（ｂ）の場合、出射制御部４は、事故因子である鹿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２からレーザ光を出射させるように制御し、それ以外のレーザ素子２からはレーザ光を出射させないように制御する。もしくは、出射制御部４は、事故因子の座標値に対応する位置に配置されたレーザ素子２の出力が、それ以外のレーザ素子２の出力よりも高くなるように、前者のレーザ素子２の出力を上昇させるか、後者のレーザ素子２の出力を低下させる。これにより、図１１（ｂ）に示すように、通常の投光範囲Ｌ（投光範囲ａ１）のうち、鹿を含む投光範囲ａ３をより明るくすることができる。すなわち、事故因子である鹿をより明るく照明することが可能となる。

このように、ヘッドランプ１００では、出射制御部４が、物体検知部１３によって検知された物体（すなわち、道路標識、歩行者、動物、障害物など）を含むように、または、当該物体（すなわち、対向車、先行車など）を含まないように、複数のレーザ素子２のそれぞれについて、出射および非出射を制御する。

これにより、物体検知部１３によって検知された物体が道路標識、歩行者、動物などの場合には、当該物体をより明るく照明することが可能となる。すなわち、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。

一方、物体検知部１３によって検知された物体が自動車などの場合には、その物体を投光範囲ａ１に含めないように制御することができるので、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。

すなわち、物体識別部１４による物体の種類の識別により、その種類に応じた、最適なレーザ素子２の出射および非出射の制御、ひいては投光範囲ａ１の変更の実現が可能となる。

〔具体的な動作例２〕
図１２（ａ）および（ｂ）は、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を示している。図１２（ａ）は、右側通行国で規定された国を車両が走行するときのヘッドランプ１００の配光パターンを示す図であり、図１２（ｂ）は、左側通行国で規定された国を車両が走行するときのヘッドランプ１００の配光パターンを示す図である。

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。出射制御部４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３に対するレーザ光の照射領域の位置を変更する。

具体的には、出射制御部４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、当該法規に従った投光範囲ａ１を形成するように、レーザ素子２それぞれの出射および非出射を制御する。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。

〔具体的な動作例３〕
また、出射制御部４が、例えばドライバによる走行用前照灯またはすれ違い用前照灯の選択に従って、各国の法規に従った走行用前照灯の配光特性基準を満たす範囲、またはすれ違い用前照灯の配光特性基準を満たす範囲となるように、レーザ素子２それぞれの出射および非出射を制御する。これにより、その配光特性基準に従った投光範囲ａ１を形成することができる。

ここで、すれ違い用前照灯の配光特性基準を満たす投光範囲が形成される様子について、図１３を用いて説明する。図１３（ａ）は、ヘッドランプ１００から出射された光が形成する投光範囲の一例を示す図であり、図１３（ｂ）は、当該投光範囲が形成されるときに発光部３に形成される照射領域の一例を示す図である。

すれ違い用前照灯の場合、走行用前照灯とは違い、その配光特性を実現するためには、非常に細かい配光制御が要求される。ヘッドランプ１００では、例えば図１および図２に示すように、複数のレーザ素子２がマトリクス状に配置されているので、出射制御部４がレーザ素子２それぞれの出射および非出射を制御することにより、すれ違い用前照灯の配光特性を実現することができる。

図１３（ａ）は、出射制御部４による上記制御が行われることにより、投光範囲ａ４が形成されたときの様子を示している。すなわち、全てのレーザ素子２からレーザ光が出射されたときに形成される、最大面積を有する投光範囲（図３の投光範囲ａ１）のうち、範囲ａ５には投光されないように制御される。これにより、図１３（ａ）に示すように、特に対向車線に照明光が照射されないようにすることができる。

このとき、図１３（ｂ）に示すように、複数のレーザ素子２の出射および非出射に対応して、投光範囲ａ４に対応する照射領域Ａ２と、範囲ａ５に対応する非出射領域Ａ１とが形成される。

ここで、図１３（ｂ）に示す発光部３の受光面におけるセグメントの１つ１つは、複数のレーザ素子２から出射されるレーザ光が形成する照射領域のそれぞれに対応している。そして、図１３（ｂ）では、発光部３の中央付近のセグメントの大きさが、それ以外の箇所のセグメントの大きさよりも小さくなっている。すなわち、複数のレーザ素子２のうち、発光部３の中央付近のセグメントに対応するレーザ素子２の配置が密になるように、レーザ素子２が配置されている。

これにより、ヘッドランプ１００は、その中央付近において、非常に細かい配光が要求されているすれ違い用前照灯の配光特性により近い投光範囲の形成を実現することができる。

〔具体的な動作例４〕
次に、図１４〜図１６を参照して、傾斜検知部１５によって検知された車両の傾斜角度に従って、出射制御部４によるレーザ素子２それぞれの出射および非出射の制御により、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１４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１５（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１６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。

図１６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１１０Ｌ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。

一方、ヘッドランプ１００では、出射制御部４は、傾斜検知部１５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ように、レーザ素子２それぞれの出射および非出射を制御する。それゆえ、水平面に対する車両の傾斜に従って、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、当該位置の変更のための動作機構は、従来のリフレクタを動作させる動作機構と比べて小さくすることができるので、投光範囲ａ１の鉛直方向の位置変更を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。

具体的には、図１４に示すように、傾斜検知部１５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、出射制御部４に出力する。出射制御部４は、この角度信号にしたがって、レーザ素子２それぞれの出射および非出射を制御される。すなわち、出射制御部４は、上記角度信号に基づいて、レーザ光が発光部３に形成する照射領域の面積または位置を変更するように、レーザ素子２それぞれの出射および非出射を制御する（Ｓ１２）。

例えば、図１５（ａ）では、平坦な道路において、出射制御部４が全てのレーザ素子２を駆動させ、発光部３全体にレーザ光が照射されている様子を示している。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２のそれぞれが、発光部３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。

図１５（ａ）を前提として、図１５（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３の鉛直方向上段Ｃ１には照射領域が形成されないように、出射制御部４によってレーザ素子２それぞれの出射および非出射が制御する。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）の範囲に投光範囲ａ１を形成する。

また、図１５（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３の鉛直方向上段Ｃ２には照射領域が形成されないように、出射制御部４によってレーザ素子２の出射および非出射が制御される。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）の範囲に投光範囲ａ１を形成する。

このように、ヘッドランプ１００は、出射制御部４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、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。

また、動作例４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、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。

なお、ヘッドランプ１００は、カメラ１６によって得られた動画像を物体識別部１４が解析することにより、車両が坂道を上がっているか下っているかを判断してもよい。この場合、傾斜検知部１５は、必ずしも必要な構成ではない。

以下に、ヘッドランプ１００の変形例であるヘッドランプ２００〜５００について、それぞれ説明する。

〔変形例１〕
次に、ヘッドランプ１００の変形例であるヘッドランプ２００（発光装置、車両用前照灯）について、図１７を用いて説明する。図１７は、ヘッドランプ２００の一例を示す概略図である。ヘッドランプ２００は、図１７のように、ヘッドランプ１００と異なり、パラボラミラー５ではなく、楕円ミラー２０（投光部）と凸レンズ１１とを備えている。以下に、ヘッドランプ２００が備える楕円ミラー２０および凸レンズ１１について説明する。

（楕円ミラー２０）
楕円ミラー２０は、パラボラミラー５と同様、発光部３によって発せられた光を反射し、制御するものである。また、楕円ミラー２０は、ヘッドランプ２００（自装置）が投光可能な範囲である配光エリア（投光可能範囲）に向けて投光するものである。すなわち、投光範囲ａ１（図３参照）は、複数のレーザ素子２から出射され、発光部３が発した照明光によって形成されるものである。

また、楕円ミラー２０は、発光部３から発光した照明光を投光するものである。

本変形例では、楕円ミラー２０としては、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。

ただし、本構成に限定されるものではなく、楕円ミラー２０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、または、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を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。

本実施形態の楕円ミラー２０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ており、開口部の直径が３８ｍｍ、第１焦点と第２焦点との距離が３２．５ｍｍである。

楕円ミラー２０は、反射面の少なくとも一部が楕円形状であり、レーザ光が入射される側に第１焦点を有している。また、楕円ミラー２０は、発光部３によって発せられた光を配光する方向に開口部を有しており、その開口部側には第２焦点を有している。

楕円ミラー２０のほぼ第１焦点に配置された発光部３から発せられた光は、楕円ミラー２０によって反射され、第２焦点近傍に集光される。

（凸レンズ１１）
凸レンズ１１は、発光部３から発光し、波長カットコート１０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２００の前方へ投影するものである。これにより、発光部３からの光を立体角内に効率的に投光させて、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。

また、楕円ミラー２０の第２焦点位置と凸レンズ１１の焦点位置とは概ね一致している。

この凸レンズ１１は、波長カットコート１０または楕円ミラー２０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１０（すなわち、楕円ミラー２０の開口部）と略同一である。また、凸レンズ１１の主点を通り、主平面に直行する線は、楕円ミラー２０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。

〔変形例２〕
次に、ヘッドランプ１００の別の変形例であるヘッドランプ３００（発光装置、車両用前照灯）について、図１８を用いて説明する。図１８は、ヘッドランプ３００の一例を示す概略図である。ヘッドランプ３００は、図１８のように、ヘッドランプ１００と異なり、立上ミラー６ではなく、コリメートレンズ３０（光制御部）を備えている。以下に、ヘッドランプ３００が備えるコリメートレンズ３０について説明する。

（コリメートレンズ３０）
コリメートレンズ３０は、複数のレーザ素子２と発光部３との間に配置され、複数のレーザ素子２から出射されたレーザ光のそれぞれの、発光部３への導光を制御するものである。コリメートレンズ３０は、複数のレーザ素子２の発光点のそれぞれと対向するように、複数のコリメートレンズ３０のそれぞれが一対一に備えられている。そして、コリメートレンズ３０のそれぞれを透過したレーザ光は、楕円ミラー２０に設けられた窓部を介して発光部３に照射される。

ここで、光制御部として立上ミラー６を用いた場合には、立上ミラー６に照射される前のレーザ光の進行方向と、立上ミラー６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、立上ミラー６は、レーザ素子２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。

このため、例えば図１７に示すように、レーザ素子２の発光点が楕円ミラー２０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２を配置することができる。それゆえ、図１７では、放熱ベース７は、その表面が鉛直上向きとなるように設置され、レーザ素子２はその表面上に配置されている。

一方、コリメートレンズ３０の場合、立上ミラー６とは異なり、レーザ素子２の発光点の光軸と、コリメートレンズ３０を透過した後のレーザ光の進行方向は略同一となる。

このため、例えば図１８に示すように、レーザ素子２の発光点が楕円ミラー２０の開口部方向と略同一方向となるように、レーザ素子２を配置する必要がある。それゆえ、図１８では、放熱ベース７の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２が配置されている。

そのため、レーザ素子２のそれぞれからの放熱ベース７への熱抵抗を下げるためには、レーザ素子２のそれぞれと対向する放熱ベース７の設置面におけるそれぞれの部分は、例えば鉛直上向き方向に対して互いに異なる角度を有している必要がある。それゆえ、放熱ベース７の汎用化の観点から言えば、コリメートレンズ３０を用いたヘッドランプ３００よりも、上記のような放熱ベース７の設置面に対する加工が不要である、立上ミラー６を用いたヘッドランプ２００の方が好ましい形態である。

なお、レーザ素子２のそれぞれからの放熱ベース７への熱抵抗を下げる方法は、放熱ベース７に対して、レーザ素子２のそれぞれの光路に対応した角度をつける方法、放熱ベース７を全体的に湾曲させる方法などがある。

また、立上ミラー６を用いず、コリメートレンズ３０のみを用いる方法では、ビーム圧縮することが出来ないため、立上ミラー６を用いる方法に比べ、楕円ミラー２０の窓部を大きくする必要がある。それゆえ、楕円ミラー２０の投光効率の観点から言えば、ヘッドランプ３００よりもヘッドランプ２００の方が好ましい形態とある。

なお、コリメートレンズ３０は、凸レンズなどを用いることができる。

〔変形例３〕
次に、ヘッドランプ１００の別の変形例であるヘッドランプ４００（発光装置、車両用前照灯）について、図１９〜図２１を用いて説明する。図１９は、ヘッドランプ４００の一例を示す概略図である。また、図２０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り、図２１はその別例を示す図である。ヘッドランプ４００は、図１９のように、ヘッドランプ１００と異なり、複数のレーザ素子２がアレイ状に構成されたアレイレーザ素子４０、立上ミラー６がアレイ状に構成された立上ミラー４４（光制御部、ミラー）、ステム４３（台座、筐体）およびキャップ４５（筐体）を備えている。

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。

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および立上ミラー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。

そのため、ヘッドランプ１００と同じ放熱ベース７およびフィン８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、発光装置１（ヘッドランプ４００）の小型化を図ることができる。

また、レーザチップ４１と立上ミラー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。

さらに、ヘッドランプ４００は、ヘッドランプ３００に比べ、楕円ミラー２０に形成する窓部を小さくすることができる。

（アレイレーザ素子４０）
アレイレーザ素子４０は、放熱ベース７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２０（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。

レーザチップ４１は、レーザ素子２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２０（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、発光装置１の小型化を形成することが可能となる。図２０（ａ）および（ｂ）については、さらに後述する。

（ステム４３）
熱伝導性を有するステム４３は、図２０に示すように、放熱ベース７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。

そのステム４３の第１面に、アレイレーザ素子４０および立上ミラー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、放熱ベース７を介してフィン８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、発光装置１の小型化を図ることができる。

なお、図１９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３と略対向する位置となるように、ステム４３および発光部３が配置されている。ただし、発光部３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（放熱ベース７の表面が鉛直上向き方向となるように）放熱ベース７を設置しても良い。その場合、放熱ベース７を、ステム４３および発光部支持部9で共有しても良い。

（立上ミラー４４）
立上ミラー４４は、立上ミラー６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。立上ミラー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、立上ミラー４４に適切に照射され、当該立上ミラー４４にて反射されたレーザ光が発光部３へと導光される。また、例えば立上ミラー４４がレーザ光を反射せずに吸収してしまうなど、立上ミラー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。

また、立上ミラー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３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、発光装置１の製造を容易にすることができる。

また、立上ミラー４４は、１つのアレイレーザ素子４０に対して、１つの立上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、複数の立上ミラーが対向するように備えられていてもよい。

立上ミラー４４が複数の立上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３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つの立上ミラー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３に精度よく導光することができる。

（キャップ４５）
キャップ４５は、図２０に示すように、アレイレーザ素子４０および立上ミラー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。

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および立上ミラー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、立上ミラー４４によって反射されたレーザ光を透過させる。

（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２０（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、立上ミラー４４ａおよび４４ｂは、それぞれアレイレーザ素子４０、立上ミラー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。

図２０（ａ）の場合、ステム４３のほぼ中央位置に２つの立上ミラー４４ａが備えられ、それぞれの立上ミラー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。

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、立上ミラー４４ａは、アレイミラーである。

なお、図２０（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２０（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。

また、図２０（ｂ）の場合、ステム４３のほぼ中央に備えられた立上ミラー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、立上ミラー４４ｂの周囲に配されている。この場合、図２０（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、より発光装置１の小型化を図ることができる。

その他のバリエーションについて、図２１を用いて説明する。図２１（ａ）および（ｂ）では、凸部２４３ａを有するステム２４３を備え、凸部２４３ａにアレイレーザ素子４０ａが備えられている点で、図２０（ａ）および（ｂ）に示す構造とは異なる。すなわち、図２１（ａ）および（ｂ）では、第１面ではなく、凸部２４３ａの側面（第１面および第２面と垂直な面）に、レーザチップ４１の発光点が発光部３側を向くように配置されている。

この場合、図２０（ａ）および（ｂ）の構造に比べ、アレイレーザ素子４０ａで発生した熱が凸部２４３ａで滞留してしまう。それゆえ、効率的な放熱を考慮すれば、図２０（ａ）および（ｂ）の構造を用いることが好ましいといえる。

また、図２１（ｂ）は、各アレイレーザ素子４０ａに対向するようにコリメートレンズ３０を備えたキャップ２４５を備える点で、図２１（ａ）の構造とは異なっている。図２１（ｂ）の構造の方が、コリメートレンズ３０を別の場所に設ける必要がないため、発光装置１の小型化を図ることができる。

ただし、図２１（ａ）および（ｂ）の場合、ビーム間距離（アレイレーザ素子４０ａどうしの距離）を狭くするためには、凸部２４３ａを小さくする必要がある。このため、アレイレーザ素子４０ａからの放熱ベース７への熱抵抗が上がってしまう。つまり、ビーム間距離と熱抵抗とは背反の関係にあり、その観点からも、図２０（ａ）および（ｂ）の構造を用いることが好ましい。

〔変形例４〕
次に、ヘッドランプ１００の別の変形例であるヘッドランプ５００（発光装置、車両用前照灯）について、図２２を用いて説明する。図２２は、ヘッドランプ５００の一例を示す概略図である。ヘッドランプ５００は、図２２のように、ヘッドランプ１００と異なり、立上ミラー６ではなく、バンドルファイバ５０（光制御部、導光部、光ファイバ）を備えている。

（バンドルファイバ５０）
バンドルファイバ５０は、複数の光ファイバを束ねた構成となっている。また、バンドルファイバ５０は、複数のレーザ素子２から出射されたレーザ光のそれぞれの、発光部３への導光を制御するものであり、複数のレーザ素子２から出射されたレーザ光を受け取る入射端部５０ａと、当該レーザ光を発光部３に出射する出射端部５０ｂと、を備えている。このバンドルファイバ５０を用いることにより、レーザ素子２を入射端部５０ａ側に備えればよいため、レーザ素子２の制御または取替えなどの容易性を考慮して、当該レーザ素子２を配置することができる。特に、バンドルファイバ５０は可撓性を有しているので、当該配置が可能となる。

バンドルファイバ５０の入射端部５０ａは、レーザ素子２とバットジョイント（図示せず）によって接続されている。

また、出射端部５０ｂは、楕円ミラー２０の窓部近傍に配置されており、楕円ミラー２０の外側から、発光部３に向かってレーザ光を出射している。この場合、発光部３から出射された光の反射効率を高めることができる。なお、この配置に限らず、出射端部５０ｂが楕円ミラー２０の内部に配置されていてもよい。この場合には、発光部３へのレーザ光の照射精度を高めることができる。

さらに、バンドルファイバ５０の出射端部５０ｂは、図６に示すような照射領域を形成可能なように配置されていることが好ましい。この場合、上述した複数のレーザ素子２の配置に倣って、出射端部５０ｂを配置することが好ましい。すなわち、複数の出射端部５０ｂの少なくとも一部が、複数のレーザ素子２から出射されるレーザ光が形成する、発光部３における照射領域のそれぞれについて、その少なくとも一部が互いに異なる位置となるように配されていればよい。また、複数のレーザ素子２のそれぞれは、複数のレーザ素子２から出射されるレーザ光が形成する、発光部３における照射領域のそれぞれについて、その少なくとも一部が互いに異なる位置となるように、レーザ光を出射するともいえる。

また、本変形例におけるバンドルファイバ５０の開口数（ＮＡ）は、入射端部５０ａおよび出射端部５０ｂともに０．１８である。

ただし、レーザ光のカップリング効率を維持しつつ、光源部（レーザ素子２）での励起面積を小さくするために、発光部３および入射端部５０ａのＮＡを変えても良い。その場合、発光部３のＮＡ＞入射端部５０ａのＮＡとなる。

なお、レーザ素子２とバンドルファイバ５０とは、必ずしもバットジョイントを用いて接続される必要はなく、レンズまたはミラーなどを用いて、光学的に接続されていてもよい。また、発光部３とバンドルファイバ５０との間に、レンズまたはミラーなどを配置することにより、これらを光学的に接続してもよい。

また、バンドルファイバ５０を構成する複数の光ファイバのそれぞれが有するコアの、レーザ光の導光方向に垂直な断面の形状は、多角形であることが好ましい。この場合、上記コアが円形である場合に比べ、複数の光ファイバを密に配置することができる。それゆえ、レーザ光のそれぞれを発光部３の所望の位置に照射させることが容易となる。

本変形例のバンドルファイバ５０は、マルチモードファイバをバンドルすることにより構成している。レーザ素子２のそれぞれから出射されるレーザ光のエネルギー強度分布（光強度分布）は略ガウス分布であるが、マルチモードファイバを用いることによって、レーザ光のエネルギー強度分布を、略トップハット分布（エネルギー強度分布がほぼ平坦な分布）に変換することができる。それゆえ、レーザ光の照射による発光部３の劣化を抑制することができる。

〔その他の構成〕
上記に示すヘッドランプ１００〜５００の発光部３としては、レーザ素子２から出射されたレーザ光が発光部に照射され、レーザ素子２が位置する側に主に蛍光が出射されるタイプの発光部が用いられている。この発光部を、本願では「反射型の発光部」と称することにする。

本実施形態の発光部３として、この「反射型の発光部」が必ずしも用いられる必要はなく、レーザ素子２から出射されたレーザ光が発光部の受光面に照射され、蛍光が受光面とは反対側に主に出射されるタイプの発光部が用いられてもよい。この発光部を、本願では「透過型の発光部」と称することにする。

この「透過型の発光部」を備えた構成では、例えば、発光部支持部９に発光部が配置され、発光部に照射されたレーザ光が蛍光に変換された後、レーザ素子２が位置する側とは反対側に主にその蛍光が出射される。

以上、本実施の形態に係る発光装置、車両用前照灯の種々の形態を説明した。これらの形態は、本実施の形態の一例を示すものであって、ここで説明した形態を組み合わせることも当然に可能である。

〔先行技術文献との相違〕
最後に、特許文献１等の技術は以下の課題を有するところ、それら課題は、上記の種々の構成を備える本実施の形態に係る発光装置によって解決される。

特許文献１の車両ヘッドランプは、レーザ光を直接外部に照射するものであり、レーザ光を受けて発光する発光部を備えていない。そのため、レーザ光の波長以外の光の演色性が極めて低いという問題を有する。

特許文献２の前照灯も、特許文献１の車両用ヘッドランプと同様にレーザ光を受けて発光する発光部を備えていないため、レーザ光の波長以外の光の演色性が極めて低いという問題を有する。

特許文献３の車両用灯具は、光源としてＬＥＤを用いる。ＬＥＤは、レーザ光源と比べて輝度が低いため、必要光束を得るためには発光面積を大きくする必要がある。したがって、自動車やオートバイといった灯具の大きさに制限のあるような場合、レーザ光源に比べ照射領域が広くなり、走行灯のような、狭角投光が必要な灯具の大きさを小さくすることができないという問題があった。

また、特許文献３の車両用灯具は、照射先（例えば４０ｍ先）に存在する対象物（例えば人）だけを照らす、または、対象物（例えば対向車線）だけを照らさないというような、走行灯以上に狭角投光が必要な灯具は車両前面スペースの問題から、設置することが困難であり、さらに狭角投光装置を複数組み合わせ、配光パターンを自由に変更することは困難である。

また、特許文献３の車両用灯具は、ＬＥＤ間に非発光部が存在するため、照射位置でぼかして使用する必要があり、（明暗部を明確にする）コントラストができなかった。なお、照射位置でぼかさずに使用した場合、コントラストは高くなるが、ＬＥＤ間の非発光部が投影されるため、例えば、ＬＥＤ２個が点灯している場合だと明暗明といった投光となってしまう。

特許文献４の光源装置は、単に光を照射するという装置、つまり、単に光を照らしているという装置である。特許文献４には、励起光の照射範囲および／または強度分布を変化させる光制御手段として固体光源を動かす方法、および、鏡を動かす方法が開示されている。

しかしながら、特許文献４の光源装置は、固体光源を用いた場合、指向性の高い半導体レーザを用いたとしてもビーム拡散角が４０°と広く、照射範囲および／または強度分布を変化させることは可能であるものの、蛍光体層の任意の場所のみを励起するといったことはできない。

さらには、特許文献４の光源装置は、複数の固体光源から出射された光それぞれについての、蛍光体部における照射位置および照射領域（スポットサイズ）を制御するといった構成ではない。したがって、特許文献４の光源装置は、蛍光体層を全面にわたって均一に照射する（蛍光体層全面を均一に発光させる）ことができない。また、特許文献４の光源装置は、同様の理由で複雑な形状で蛍光体層を励起する（例えば、蛍光体層の中心部分のみ発光させず、周辺をロの字状に発光させる）ことができないという問題を有する。

また、特許文献４には、レンズ系の焦点位置に蛍光体層を設置することにより、蛍光を投光する構成、蛍光体層の側面に反射層を設け、正面方向に出射される発光成分を増加させる構成も開示されている。しかしながら、特許文献４の光源装置では、蛍光の配光特性は、ほぼランバーシアン形状であるため、レンズの開口にすべての蛍光を入射することができず、非常にロスの大きい光学系となってしまう。

さらに、特許文献４の光源装置は、蛍光の利用効率を上げるためには、レンズのＮＡ（レンズ開口およびレンズ焦点距離で決まる）を大きくする必要がある。しかしながら、特許文献４によると、蛍光体層とレンズとの間に励起光を通し蛍光体を励起しているため、ＮＡの大きなレンズを使用すると、励起光の発散角が大きいことから、励起光がレンズにけられてしまい、有効に蛍光体層を励起することができなくなる。逆に、励起光を有効に照射しようとすると、レンズのＮＡを下げる必要があるため、蛍光を有効に投光できなくなってしまう。すなわち、特許文献４の光源装置は、非常に効率の悪いシステムとなっている。

さらに、特許文献４の光源装置では、固体光源を動かすため、小型化、重量低減のために、蛍光体層は冷却しているが、固体光源は冷却していない。そのため、車両用灯具で狭角投光に必要な輝度を得ることができない。

また、特許文献４には、デジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）を用いる構成が開示されている。この方法は、蛍光体層の励起範囲を制御する（パターン化する）という意味では優れた方法であるが、デジタルマイクロミラーデバイスを全体的に照らし、そのうちのある部分の光のみが用いられる。そのため、特許文献４の光源装置は、使用しない光の分だけエネルギーの損失が生じ効率が悪い、つまり、消費電力が高くなるという問題点がある。

また、特許文献４の光源装置では、励起光源を動かすことにより照射範囲および／または強度分布が変わるような光強度分布のある励起光が用いられる。そのため、ＤＭＤ面においても光強度分布があり、光強度の弱いところでは、マイクロミラーをＯＮ、ＯＦＦさせても十分なコントラストが得られないという問題もある。

この点、本実施の形態に係る発光装置等は、上記の問題を解決するためになされたものであり、高い演色性を有し、かつ、任意の配光パターンを実現することが可能な発光装置、および車両用前照灯が提供される。

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。

本発明は、高い演色性を有し、かつ、任意の配光パターンを実現することが可能な発光装置に関し、特に車両用等のヘッドランプに適用することができる。

１ 発光装置
２ レーザ素子
３ 発光部
４ 出射制御部（出射制御手段）
５ パラボラミラー（投光部）
６ 立上ミラー（光制御部、ミラー）
７ 放熱ベース（放熱部）
８ フィン（放熱部）
１３ 物体検知部（検知手段）
１４ 物体識別部（識別手段）
２０ 楕円ミラー（投光部）
３０ コリメートレンズ（光制御部）
４０ａ、４０ｂ アレイレーザ素子（第１レーザ光源群、第２レーザ光源群）
４１ レーザチップ（レーザ光源）
４２ サブマウント（レーザ光源）
４３ ステム（台座、筐体）
４４、４４ａ、４４ｂ 立上ミラー（光制御部、ミラー、アレイミラー）
４５ キャップ（筐体）
５０ バンドルファイバ（光制御部、導光部、光ファイバ）
５０ａ 入射端部
５０ｂ 出射端部
１００、２００、３００、４００、５００ ヘッドランプ（発光装置、車両用前照灯）
２４３ ステム（台座、筐体）
２４５ キャップ（筐体）
ａ１ 投光範囲
ａ３ 投光範囲
ａ４ 投光範囲

Claims (16)

1. レーザ光を出射する複数のレーザ光源と、
   上記複数のレーザ光源の少なくとも１つから出射されたレーザ光を受けて発光する発光部と、
   上記複数のレーザ光源のそれぞれについて、上記レーザ光の出射および非出射を制御する出射制御手段と、を備え、
   上記複数のレーザ光源の少なくとも一部は、当該複数のレーザ光源から出射されるレーザ光が形成する、上記発光部における照射領域のそれぞれについて、その少なくとも一部が互いに異なる位置となるように配されており、
   上記複数のレーザ光源から出射されたレーザ光のそれぞれの、上記発光部への導光を制御する光制御部をさらに備え、
   上記光制御部のうちの少なくとも１つは、上記複数のレーザ光源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ミラーであり、
   上記ミラーは、上記複数のレーザ光源から出射されたレーザ光の幅を圧縮するとともに、当該レーザ光をコリメート光として上記発光部へと導光するものであり、
   複数の上記ミラーのそれぞれはパラボラミラーであり、上記複数のレーザ光源の発光点のそれぞれと対向するように、かつ当該ミラーの焦点に当該発光点が位置するように配置されていることを特徴とする発光装置。
2. 上記ミラーは、上記レーザ光の幅を所定の一方向に圧縮することを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
3. 上記光制御部には、増反射構造が設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の発光装置。
4. 上記複数のレーザ光源および上記光制御部は、１つの筐体に備えられていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の発光装置。
5. 上記複数のレーザ光源は、少なくとも第１レーザ光源群および第２レーザ光源群を形成
   し、
   上記光制御部は、上記第１レーザ光源群および上記第２レーザ光源群のそれぞれに対して配されていることを特徴とする請求項４に記載の発光装置。
6. 上記光制御部の周囲に上記複数のレーザ光源が配されていることを特徴とする請求項４に記載の発光装置。
7. 上記光制御部を複数備え、
   複数の上記光制御部は、アレイミラーであり、
   上記複数のレーザ光源のそれぞれと、上記光制御部のそれぞれとが対向して備えられていることを特徴とする請求項４から６のいずれか１項に記載の発光装置。
8. 熱伝導性を有する台座と、
   上記複数のレーザ光源で発生した熱を放散する放熱部と、を備え、
   上記台座の第１面に、上記複数のレーザ光源が当接され、上記第１面と略平行な面である上記台座の第２面に、上記放熱部が当接されていることを特徴とする請求項４から７のいずれか１項に記載の発光装置。
9. 上記光制御部は、上記台座の第１面に当接されていることを特徴とする請求項８に記載の発光装置。
10. 上記光制御部のうちの少なくとも１つは、上記複数のレーザ光源から出射されたレーザ光を受け取る入射端部と、上記発光部に出射する出射端部と、を備える導光部であることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
11. 上記導光部を複数備え、
    複数の上記導光部のそれぞれが有するコアの、上記レーザ光の導光方向に垂直な断面の形状は、多角形であることを特徴とする請求項１０に記載の発光装置。
12. 上記光制御部は、マルチモードファイバであることを特徴とする請求項１０または１１に記載の発光装置。
13. 自装置が投光可能な範囲である投光可能範囲内の物体を検知する検知手段を備え、
    上記出射制御手段は、上記複数のレーザ光源のそれぞれについて、上記レーザ光の出射および非出射を制御することを特徴とする請求項１から１２のいずれか１項に記載の発光装置。
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、
    上記出射制御手段は、上記識別手段によって識別された上記物体の種類に応じて、上記レーザ光の出射および非出射を制御することを特徴とする請求項１３に記載の発光装置。
15. 上記発光部から出射された光を投光する投光部を備え、
    上記発光部の大きさは、上記投光部の大きさよりも小さいことを特徴とする請求項１から１４のいずれか１項に記載の発光装置。
16. 請求項１から１５のいずれか１項に記載の発光装置を備えることを特徴とする車両用前照灯。
    

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