WO2012161170A1 - 車両用前照灯 - Google Patents

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WO2012161170A1
WO2012161170A1 PCT/JP2012/062988 JP2012062988W WO2012161170A1 WO 2012161170 A1 WO2012161170 A1 WO 2012161170A1 JP 2012062988 W JP2012062988 W JP 2012062988W WO 2012161170 A1 WO2012161170 A1 WO 2012161170A1
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phosphor
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laser light
semiconductor laser
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嘉昭 中里
喜昭 中矢
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スタンレー電気株式会社
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    • F21S41/43—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by screens, non-reflecting members, light-shielding members or fixed shades characterised by the shape thereof

Definitions

  • the present invention relates to a vehicle headlamp, and more particularly, to a vehicle headlamp using a semiconductor laser light source and an LED (Light Emitting Diode) light source.
  • a semiconductor laser light source and an LED (Light Emitting Diode) light source.
  • LED Light Emitting Diode
  • a vehicle headlamp described in Patent Document 1 includes a light collecting unit including a relatively high-luminance LED and a substantially elliptical spherical reflector that converges light from the high-luminance LED to form a hot zone. And a diffusion unit including a relatively low-luminance LED and a diffusion optical system that diffuses light from the low-luminance LED to form a diffusion region.
  • the vehicle headlamp described in Patent Document 1 it is formed by light emitted from the light collecting unit (that is, light from a relatively high-intensity LED converged by a substantially elliptical spherical reflector).
  • the hot zone is brighter in which the hot zone and the diffusion region formed by the light emitted from the diffusion unit (that is, the light from the LED having relatively low luminance diffused by the diffusion optical system) are superimposed
  • a combined light distribution pattern (for example, a light distribution pattern for a passing beam) can be formed.
  • a synthetic light distribution pattern for example, a light distribution pattern for a passing beam
  • an optical system including a reflector There is a problem that the system cannot be downsized (that is, the headlamp cannot be downsized). If the optical system including the reflector is downsized (that is, the headlamp is downsized), the light (light source image) from the LED having a light emission size of a certain level or more cannot be sufficiently converged, and other than the hot zone. There is a problem that the front side of the vehicle is also brightened, and the brightness of the distant place is lowered (that is, the distant visibility is lowered).
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and can be reduced in size and can form a synthetic light distribution pattern (for example, a light distribution pattern for a passing beam) with a brighter hot zone.
  • An object of the present invention is to provide a vehicular headlamp.
  • a laser light source in a vehicle headlamp that forms a combined light distribution pattern including a hot zone and a diffusion region diffused from the hot zone, a laser light source; At least one first lamp unit including a first optical system that forms a first light distribution pattern that irradiates light from the laser light source forward to irradiate the hot zone, an LED light source, and the LED light source And at least one second lamp unit including a second optical system that forms a second light distribution pattern that irradiates light from the front and irradiates the diffusion region.
  • the vehicle headlamp according to the first aspect of the present invention is configured to irradiate the hot zone with light from a laser light source having a higher brightness than the LED, the conventional headlamp irradiates with the light from the LED.
  • a vehicle capable of forming a composite light distribution pattern for example, a light distribution pattern for a passing beam and a light distribution pattern for a traveling beam
  • a headlight for a vehicle is possible to configure.
  • the vehicle headlamp according to the first aspect is configured to irradiate the hot zone with light from a laser light source having a higher brightness than that of the LED, compared with the conventional case where the hot zone is irradiated with light from the LED.
  • the hot zone can be irradiated sufficiently brightly with a smaller number of first lamp units.
  • the number of first lamp units can be reduced, and accordingly, the space saving of the vehicle headlamp can be realized. .
  • the vehicle headlamp according to the first aspect uses a laser light source having a light emission size higher than that of the LED and close to a point light source, the first optical system (for example, the reflecting surface) is downsized. 1 (that is, even if the first lamp unit is downsized), the light from the laser light source (that is, the light source image having a higher brightness and smaller size than the LED) can be converged on the hot zone.
  • the size of the conventional headlamp using the LED and further, for a vehicle with excellent remote visibility, a feeling of brightness in front of the vehicle is suppressed and a hot zone is brighter.
  • the vehicle headlamp capable of forming a combined light distribution pattern (for example, a light distribution pattern for a passing beam and a light distribution pattern for a traveling beam) that is optimal for the headlamp.
  • a combined light distribution pattern for example, a light distribution pattern for a passing beam and a light distribution pattern for a traveling beam
  • the vehicle headlamp can be reduced in size, and accordingly, the space saving of the vehicle headlamp can be realized.
  • the laser light source and the LED light source are not incorporated into one unit, but are unitized for each laser light source and LED light source. The number can be increased or decreased accordingly.
  • the laser light source is disposed apart from the semiconductor laser light source and the semiconductor laser light source, and from the semiconductor laser light source A wavelength conversion member that receives laser light and generates light having a longer wavelength than the semiconductor laser light source.
  • the wavelength conversion member such as a phosphor tends to decrease in efficiency (temperature quenching) when the ambient temperature increases. Further, most of the electric power supplied to the semiconductor laser light source is thermal energy except for light energy. For this reason, when the wavelength conversion member is disposed close to the semiconductor laser light source, the efficiency of the phosphor is reduced due to the influence of thermal energy generated from the semiconductor laser light source.
  • the wavelength conversion member is disposed apart from the semiconductor laser light source, the efficiency of the phosphor decreases due to the influence of thermal energy generated from the semiconductor laser light source. Can be prevented or reduced.
  • the area of the light source image of the semiconductor laser light source irradiated on the wavelength conversion member is 1 square millimeter or less.
  • the area of the light source image of the semiconductor laser light source projected onto the wavelength conversion member is 1 square millimeter or less. It is possible to function as a light source having a light emission size close to.
  • the wavelength conversion member can be made to function as a light source having a light emission size that is higher in luminance and closer to a point light source than the LED, and therefore the first optical system (for example, , Even if the reflecting surface and the projection lens are downsized (that is, the first lamp unit is downsized), the light from the light source (that is, the light source image having a higher brightness and smaller size than the LED) is converged on the hot zone. It becomes possible. That is, it is possible to reduce the size of the first lamp unit and hence the size of the vehicle headlamp including the first lamp unit.
  • the third aspect it is possible to reduce the size of the conventional headlamp using the LED, and further, for a vehicle with excellent remote visibility, a feeling of brightness in front of the vehicle is suppressed and the hot zone is brighter. It is possible to configure a vehicle headlamp capable of forming a combined light distribution pattern (for example, a light distribution pattern for a passing beam and a light distribution pattern for a traveling beam) that is optimal for the headlamp. As described above, according to the third aspect, the vehicle headlamp can be downsized, and accordingly, the space saving of the vehicle headlamp can be realized.
  • the laser light source and the LED light source are electrically connected in series to the lighting circuit. Yes.
  • the first lamp unit (laser light source) and the second lamp unit (LED light source) are electrically connected in series to the lighting circuit.
  • the same current is supplied from the lighting circuit to the lamp unit (laser light source) and the second lamp unit (LED light source). Therefore, it is possible to prevent or reduce luminance unevenness caused by the difference in characteristics between individual laser light sources and individual LED light sources.
  • a vehicular headlamp that can be reduced in size and can form a combined light distribution pattern (for example, a light distribution pattern for a passing beam) with a brighter hot zone. It becomes possible.
  • the vehicle headlamp 10 arrange
  • FIG. 4 is a longitudinal sectional view (including an optical path diagram) in which the diffusion unit 30 is cut along a vertical plane including the optical axis AX2. It is an example of a circuit for lighting the vehicle headlamp. It is an example of the light distribution pattern formed with the vehicle headlamp 10 (modification). It is an example of the light distribution pattern formed with the vehicle headlamp 10 (modification). It is the longitudinal cross-sectional view which cut
  • 1A and 1B are examples of a vehicle headlamp 10 disposed on the right side of the vehicle front end.
  • the vehicle headlamp 10 corresponds to at least one light collecting unit 20 corresponding to the first lamp unit (two light collecting units 20 are illustrated in FIGS. 1A and 1B), and corresponds to the second lamp unit of the present invention.
  • At least one diffusion unit 30 (in FIG. 1A and FIG. 1B, three diffusion units 30 are illustrated) and the like are provided.
  • each unit 20 and 30 can increase / decrease the number suitably according to the brightness of the light distribution pattern calculated
  • Each unit 20 and 30 is connected to a known aiming mechanism (not shown) so that the respective optical axes can be adjusted.
  • FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the condensing unit 20 cut along a vertical plane including the optical axis AX1.
  • the condensing unit 20 is a projector-type lamp unit. As shown in FIG. 2, the condensing unit 20, a projection lens 21 arranged on the optical axis AX1 extending in the longitudinal direction of the vehicle, on the vehicle rear side and the optical axis AX1 of the rear side focal point F 21 of the projection lens 21 .
  • the disposed phosphor 22, the reflecting surface 23 that reflects the light from the phosphor 22 so as to be condensed toward the optical axis AX 1, the shade 24 disposed between the projection lens 21 and the phosphor 22, and the phosphor 22. are provided with a laser optical system 25 for irradiating laser light.
  • the projection lens 21, the reflecting surface 23, and the like correspond to the first optical system.
  • the projection lens 21 is a plano-convex aspherical lens having a convex front surface and a flat rear surface.
  • the projection lens 21 is held on the lens holder 21a and disposed on the optical axis AX1.
  • the projection lens 21 has the same diameter as the projection lens 31 of the diffusion unit 30 described later. From an optical viewpoint, the projection lens 21 and the projection lens 31 may have different diameters.
  • the phosphor 22 is a wavelength conversion member (YAG (yttrium, aluminum, garnet) phosphor as an example in the present embodiment) that receives laser light from the laser optical system 25 and generates light having a longer wavelength than the semiconductor laser light source 25a. is there.
  • YAG yttrium, aluminum, garnet
  • phosphor ceramics for example, thickness: 80 ⁇ m, concentration of YAG: 20%, concentration of ceramic material such as alumina: 80%
  • the thickness of the phosphor ceramic, the concentration of YAG, and the concentration of the ceramic material such as alumina are not limited to these, and can be adjusted as appropriate.
  • Phosphor 22 is disposed on the vehicle rear side and the optical axis AX1 of the rear side focal point F 21 of the projection lens 21 held by the laser holder 25c.
  • the phosphor 22 is white light (pseudo white light) by color mixture of the laser light from the laser optical system 25 that transmits the light and the light from the phosphor 22 that is excited by the laser light incident from the laser optical system 25 and emits light. Radiate. The amount of heat generated from the phosphor 22 is radiated by the action of a metal material (for example, aluminum) laser holder 25c.
  • a metal material for example, aluminum
  • the light source image of the semiconductor laser light source 25a projected by the condenser lens 25b is approximately the same size (for example, slightly larger than the light source image of the semiconductor laser light source 25a). Size) and a phosphor having a shape extending in the vehicle width direction (a direction orthogonal to the paper surface in FIG. 2).
  • the image condensed and imaged on the phosphor 22 (the light source image of the semiconductor laser light source 25a) is smaller than the phosphor 22, the light emission range is expanded by light propagation, so the condensing unit 20 is large. Turn into. On the other hand, if the image condensed and imaged on the phosphor 22 (the light source image of the semiconductor laser light source 25a) is larger than the phosphor 22, light that is not incident on the phosphor 22 is lost. Usage efficiency decreases.
  • the size (area) of the phosphor 22 is set to be slightly larger than the image (light source image of the semiconductor laser light source 25a) focused on the phosphor 22 and imaged. This makes it possible to realize a substantially point light source having substantially the same size as that of the semiconductor laser light source 25a (the light emitting portion thereof), so that the image focused and imaged on the phosphor 22 is smaller than the phosphor 22. Compared to a case, it is possible to configure a small condensing unit 20.
  • the light source image of the semiconductor laser light source 25a is reliably transferred to the phosphor 22. It is possible to project.
  • the phosphor 22 having substantially the same size as the light source image (area is 1 square millimeter or less) of the semiconductor laser light source 25a projected by the condenser lens 25b is used.
  • the reflecting surface 23 is disposed so as to cover the upper side of the phosphor 22 so that light emitted upward from the phosphor 22 is incident.
  • the reflecting surface 23 is set so that the cross-sectional shape including the optical axis AX1 is set to be substantially elliptical, and the eccentricity is gradually increased from the vertical cross section toward the horizontal cross section.
  • the light from the phosphor 22 reflected by the reflecting surface 23 is substantially converged slightly forward of the rear focal point F 21 in the vertical section, and substantially in a position further forward than the vertical section in the horizontal section. Converge.
  • the shade 24 includes a mirror surface 24 a extending from the rear focal point F 21 of the projection lens 21 toward the phosphor 22. Light incident on the mirror surface 24a and reflected upward is refracted by the projection lens 21 and travels in the road surface direction. That is, the light incident on the mirror surface 24a is folded back at the cutoff line and superimposed on the light distribution pattern below the cutoff line. Thereby, as shown in FIG. 3, the condensing light distribution pattern P1 LD including the cut-off line CL1 LD that irradiates the hot zone Hz in the passing beam light distribution pattern P1 that is the combined light distribution pattern is formed.
  • the laser optical system 25 includes a semiconductor laser light source 25a disposed below the phosphor 22 so that the irradiation direction is vertically upward, a condenser lens 25b disposed between the phosphor 22 and the semiconductor laser light source 25a, and the like. I have.
  • the phosphor 22, the semiconductor laser light source 25a, and the condenser lens 25b are fixed to a cylindrical metal material (for example, aluminum) laser holder 25c that is disposed below the optical axis AX1 in the vertical direction and extends in the vertical direction. It is unitized by being done. With this arrangement, the dimension of the light collecting unit 20 in the direction of the optical axis AX1 extends to the substantially rear end of the reflecting surface 23, so that the dimension of the light collecting unit 20 in the direction of the optical axis AX1 can be shortened.
  • the laser holder 25c is configured integrally with the shade 24.
  • the phosphor 22 is disposed apart from the semiconductor laser light source 25a, the following effects are produced.
  • the wavelength conversion member such as phosphor 22 tends to decrease in efficiency (temperature quenching) when the ambient temperature increases. Further, most of the electric power supplied to the semiconductor laser light source 25a is thermal energy except for light energy. For this reason, when the phosphor 22 is arranged close to the semiconductor laser light source 25a, the efficiency of the phosphor 22 is lowered due to the influence of thermal energy generated from the semiconductor laser light source 25a.
  • the phosphor 22 is disposed apart from the semiconductor laser light source 25a, the efficiency of the phosphor 22 is prevented from being lowered due to the influence of thermal energy generated from the semiconductor laser light source 25a. Or it becomes possible to reduce.
  • the laser holder 25c has a cone cylinder portion 25c1 (for example, a cone-shaped cylinder portion that narrows in a cone shape) that narrows in a cone shape as it goes vertically upward (tip), and a cylinder portion 25c2 (for example, a cylinder portion 25c2 that is disposed below and extends in the vertical direction).
  • a cylindrical tube portion for example, a cone-shaped cylinder portion that narrows in a cone shape
  • the phosphor 22 is fixed to the tip so as to cover the opening formed at the tip of the cone tube portion 25c1.
  • the semiconductor laser light source 25a is, for example, a laser diode that emits blue laser light (wavelength: 450 [nm]), and is fixed to the lower end in the cylindrical portion 25c2.
  • the condenser lens 25b is positionally adjusted so that the area of the light source image of the semiconductor laser light source 25a projected onto the phosphor 22 is 1 square millimeter or less, and is fixed to the upper end in the cylindrical portion 25c2.
  • the laser light emitted from the laser light source 25a is condensed by the action of the condensing lens 25b and applied to the phosphor 22. That is, the light source image of the semiconductor laser light source 25 a is projected onto the phosphor 22.
  • the area of the light source image of the semiconductor laser light source 25a projected on the phosphor 22 is 1 square millimeter or less and extends in the vehicle width direction (the direction orthogonal to the paper surface in FIG. 2) (for example, an ellipse).
  • a circular or rectangular light source image can be formed, for example, by adjusting the focal position of the condenser lens 25b.
  • the rectangular light source image can be formed, for example, by covering the light emitting surface of the semiconductor laser light source 25a with a mask member in which a rectangular opening is formed.
  • the phosphor 22 irradiated with the laser light is white by color mixture of the laser light from the laser optical system 25 that passes through the phosphor 22 and the light from the phosphor 22 that is excited by the laser light incident from the laser optical system 25 and emits light. Emits light (pseudo white light). Since the area of the light source image of the semiconductor laser light source 25a projected onto the phosphor 22 is 1 square millimeter or less, the phosphor 22 can function as a light source having a luminance higher than that of the LED and a light emitting size close to that of the point light source. It becomes. For example, when the current supplied to the semiconductor laser light source 25a is 1 [A], the luminance is 200 [cd / mm 2 ].
  • the phosphor 22 can function as a light source having a light emission size higher than that of the LED and close to a point light source, even if the reflecting surface 23 is downsized (that is, the condensing unit 20 is downsized). It is possible to converge the light from the phosphor 22 (that is, a light source image having a higher brightness and smaller size than the LED) into the hot zone Hz. Thereby, size reduction of the condensing unit 20 and the size reduction of the vehicle headlamp 10 including this by extension are attained.
  • the light emitted from the phosphor 22 that functions as a light source having a luminance higher than that of the LED and having a light emission size close to that of the point light source and is incident on the reflecting surface 23 is reflected by the reflecting surface 23, and the rear focal point F 21 of the projection lens 21. After convergence in the vicinity, the light passes through the projection lens 21 and is irradiated forward. Thereby, the condensing light distribution pattern which irradiates the hot zone Hz in the light distribution pattern P1 for the passing beam which is the combined light distribution pattern on the virtual vertical screen (for example, disposed about 25 m ahead of the front end of the vehicle).
  • P1 LD is formed (see FIG. 3).
  • the condensed light distribution pattern P1 LD includes a cut-off line CL1 LD defined by the shade 24 at the upper edge.
  • the condensing unit 20 emits light by a known aiming mechanism (not shown) so as to irradiate the hot zone Hz in the passing beam light distribution pattern P1 in which the condensing light distribution pattern P1 LD is a combined light distribution pattern. The axis is adjusted.
  • a light guide member such as an optical fiber that includes one end surface and the other end surface on the opposite side, guides light introduced from one end surface to the other end surface, and emits the light from the other end surface. You may arrange
  • the light guide member such as an optical fiber is disposed, for example, with one end face facing the light guide laser light source 25 a and the other end face facing the phosphor 22.
  • the condensing unit 20 of this modified example functions as follows.
  • laser light emitted from the laser light source 25a is introduced from one end surface of a light guide member such as an optical fiber, guided to the other end surface, emitted from the other end surface, and irradiates the phosphor 22.
  • the area irradiated with the phosphor 22 is 1 square millimeter or less and has a shape (for example, an ellipse, a circle, or a rectangle) extending in the vehicle width direction (a direction orthogonal to the paper surface in FIG. 2). ing.
  • the shape of the ellipse, circle, or rectangle is, for example, by covering the other end surface with a mask member in which an opening of an ellipse, circle, or rectangle is formed, or by adjusting the shape of the other end surface of a light guide member such as an optical fiber. It can be formed.
  • the phosphor 22 irradiated with the laser light is white by color mixture of the laser light from the laser optical system 25 that passes through the phosphor 22 and the light from the phosphor 22 that is excited by the laser light incident from the laser optical system 25 and emits light. Emits light (pseudo white light). Since the area to which the phosphor 22 is irradiated is 1 square millimeter or less, the phosphor 22 can function as a light source having an emission size higher than that of the LED and close to a point light source.
  • FIG. 4 is a longitudinal sectional view of the diffusing unit 30 cut along a vertical plane including the optical axis AX2.
  • Diffusing unit 30 is a projector-type lamp unit, as shown in FIG. 4, a projection lens 31 arranged on an optical axis AX2 extending in the longitudinal direction of the vehicle, the vehicle rear than the rear side focal point F 31 of the projection lens 31 LED light source 32 disposed on the side and on the optical axis AX2, a reflection surface 33 that reflects the light from the LED light source 32 so as to collect light closer to the optical axis AX2, and the projection lens 31 and the LED light source 32.
  • the shade 34 is provided.
  • the projection lens 31, the reflecting surface 33, and the like correspond to the second optical system of the present invention.
  • the projection lens 31 is a plano-convex aspherical lens having a convex front surface and a flat rear surface.
  • the projection lens 31 is held on a lens holder (not shown) and disposed on the optical axis AX2.
  • the LED light source 32 is, for example, a white LED light source that combines a blue LED chip and a yellow phosphor (YAG phosphor in this embodiment).
  • the LED light source 32 is fixed to the heat sink 35 so that the irradiation direction is upward (in FIG. 4, the oblique rearward upward is illustrated).
  • an LED light source including two blue LED chips for example, 1 mm square chip ⁇ 2) arranged in the vehicle width direction (a direction orthogonal to the paper surface in FIG. 4) is used. Yes.
  • the LED chip is not limited to two, and may be one or three or more.
  • the reflecting surface 33 is disposed so as to cover the upper side of the LED light source 32 so that light emitted upward from the LED light source 32 is incident thereon.
  • the reflecting surface 33 is set so that the cross-sectional shape including the optical axis AX2 is set to be substantially elliptical, and the eccentricity is gradually increased from the vertical cross section toward the horizontal cross section.
  • the shade 34 includes a mirror surface 34 a that extends from the rear focal point F 31 of the projection lens 31 toward the LED light source 32. Light incident on the mirror surface 34a and reflected upward is refracted by the projection lens 31 and travels in the road surface direction. That is, the light incident on the mirror surface 34a is folded back at the cutoff line and superimposed on the light distribution pattern below the cutoff line. Thereby, as shown in FIG. 3, the diffused light distribution pattern P1 LED including the cut-off line CL1 LED that irradiates the diffusion region A diffused from the hot zone Hz in the passing beam light distribution pattern P1 that is a combined light distribution pattern is obtained. It is formed.
  • the diffusion unit 30 of the above configuration light incident on the reflecting surface 33 is emitted from the LED light source 32 is reflected by the reflective surface 33, after converging at the rear side focal point F 31 near the projection lens 31, projection The light passes through the lens 31 and is irradiated forward.
  • the diffused light distribution pattern P1 that irradiates the diffusion region A in the light distribution pattern P1 for the passing beam that is the combined light distribution pattern on the virtual vertical screen (for example, disposed about 25 m ahead of the front end of the vehicle).
  • An LED is formed (see FIG. 3).
  • the diffused light distribution pattern P1 LED includes a cut-off line CL1 LED defined by the shade 34 at the upper edge.
  • the diffusion unit 30 adjusts the optical axis by a known aiming mechanism (not shown) so that the diffusion light distribution pattern P1 LED irradiates the diffusion region A in the passing beam light distribution pattern P1 which is a combined light distribution pattern. Has been.
  • FIG. 5 is a circuit example for lighting the vehicle headlamp 10.
  • connection form of the units 20 and 30 parallel connection and series connection (see FIG. 5) can be considered.
  • the units 20 and 30 are connected in parallel, there is a problem that luminance unevenness occurs due to a difference in characteristics (for example, variation in forward voltage) between the individual semiconductor laser light sources 25a and the individual LED light sources 32. Further, when the units 20 and 30 are connected in parallel, the current branches and the current flowing through each column decreases and the light flux from the individual units 20 and 30 decreases. Therefore, in order to obtain a sufficient light flux, the unit 20 There is also a problem that the number of 30 has to be increased.
  • each condensing unit 20 two semiconductor laser light sources 25a are illustrated in FIG. 5) and each diffusion unit 30 (three in FIG. 5).
  • One LED light source 32 is illustrated) and is electrically connected in series to one lighting circuit C (including a current adjusting unit).
  • the same current is supplied from the lighting circuit C to each condensing unit 20 (semiconductor laser light source 25a) and each diffusing unit 30 (LED light source 32), and the individual semiconductor laser light sources 25a and the individual LED light sources 32 are supplied. It is possible to prevent or reduce luminance unevenness due to the difference in characteristics. Further, only one lighting circuit C (including the current adjusting unit) is sufficient. In the circuit shown in FIG. 5, for example, when the current supplied from the lighting circuit C is 1 [A], the luminance of the phosphor 22 is 200 [cd / mm 2 ] and the luminance of the LED light source 32 is 80 [cd]. / Mm 2 ].
  • a passing beam light distribution pattern P1 which is a combined light distribution pattern formed on a virtual vertical screen (for example, disposed about 25 m ahead of the vehicle front end) by the vehicle headlamp 10 having the above-described configuration. explain.
  • FIG. 3 shows a light distribution pattern P1 for a passing beam which is a combined light distribution pattern obtained by synthesizing the light distribution pattern P1 LD formed by the light collection unit 20 and the diffusion light distribution pattern P1 LED formed by the diffusion unit 30. It is an example.
  • the cut-off line extends in a horizontal direction with a difference in left and right steps from the VV line, which is a vertical line passing through HV, which is the vanishing point in the front direction of the lamp, and the right side of the VV line is on the opposite lane together they are formed so as to extend in the horizontal direction as a side cut-off line CL R, left of the line V-V extends horizontally stepped up than the opposite lane side cut-off line CL R as a self-lane side cutoff line CL L It is formed in this way. Then, the ends of the line V-V closer in the own lane side cut-off line CL L is formed as an oblique cut-off line CL S.
  • the oblique cutoff line CL S extends from the intersection between the oncoming vehicle lane side cut-off line CL R and the line V-V in upper left of the inclination angle (e.g. about 45 °).
  • an elbow point E which is the point of intersection between the oncoming vehicle lane side cut-off line CL R and the line V-V is positioned about 0.5 ⁇ 0.6 ° below the H-H
  • a hot zone Hz that is a high luminous intensity region is formed so as to surround the elbow point E slightly to the left.
  • a diffusion region A diffused from the hot zone Hz is formed on the outside thereof.
  • the hot zone Hz is irradiated with light from the phosphor 22 that functions as a light source having a light emission size higher than that of the LED and close to a point light source, and the diffusion region A is irradiated with light from the LED light source 32.
  • the vehicle headlamp 10 of this embodiment configured by combining the light collecting unit 20 and the diffusing unit 30, the following effects can be obtained.
  • the configuration is such that the hot zone Hz is irradiated with light from a laser light source (phosphor 22 and semiconductor laser light source 25a) having a brightness higher than that of the LED.
  • a light distribution pattern P1 for a passing beam which is an optimal combined light distribution pattern for a vehicle headlamp having a brighter hot zone Hz and better visibility in the distance, compared to the conventional case of irradiating a hot zone with light from Therefore, it is possible to configure the vehicle headlamp 10 that can be used.
  • the configuration is such that the hot zone Hz is irradiated with light from a laser light source (phosphor 22 and semiconductor laser light source 25a) having a higher brightness than the LED.
  • the hot zone Hz can be irradiated sufficiently brightly with a smaller number of light collecting units 20.
  • the number of the light collecting units 20 can be reduced, and accordingly, space saving of the vehicle headlamp 10 can be realized. Is possible.
  • the laser light source (the phosphor 22 and the semiconductor laser light source 25a) having a light emission size higher than that of the LED and close to a point light source is used, the reflecting surface 23 is used. Even if the size of the light source unit is reduced (that is, the light collecting unit 20 is reduced in size), the light from the laser light source (that is, the light source image having a higher brightness and smaller size than the LED) can be converged on the hot zone Hz. .
  • the vehicle headlamp 10 of the present embodiment it is possible to reduce the size of the conventional headlamp using the LED, and further, it is possible to suppress the brightness feeling in front of the vehicle and the hot zone Hz is brighter. It is possible to configure the vehicular headlamp 10 that can form the passing beam light distribution pattern P1 which is an optimal combined light distribution pattern for a vehicular headlamp having excellent visibility. As described above, according to the vehicle headlamp 10 of the present embodiment, the vehicle headlamp 10 can be downsized, and accordingly, the space saving of the vehicle headlamp 10 can be realized. Is possible.
  • the light spectrum from the light collecting unit 20 semiconductor laser light source 25a: 450 [nm], phosphor 22: about 500 to 700 [nm]
  • diffusion are used. Since the spectrum of light from the unit 30 (about 450 to 700 [nm]) is added (that is, the shape supplemented with 450 to 500 [nm]), it is for a vehicle using only a semiconductor laser light source. Compared to the case of configuring a headlamp, it is possible to form a light distribution pattern P1 for a passing beam with high color reproducibility. Note that the overhead light distribution for illuminating the signs and the like is preferably formed by the diffusion unit 30 having high color reproducibility.
  • the laser light source (phosphor 22 and semiconductor) is not incorporated into one unit, but the laser light source (phosphor 22 and semiconductor laser light source 25a) and the LED light source 32 are incorporated into one unit. Since the laser light source 25a) and the LED light source 32 are unitized, the number can be increased or decreased as appropriate according to the required brightness of the light distribution pattern.
  • the phosphor 22 is arranged apart from the semiconductor laser light source 25a (see FIG. 2), the influence of thermal energy generated from the semiconductor laser light source 25a. As a result, the efficiency of the phosphor 22 can be prevented or reduced.
  • the phosphor 22 is made higher than the LED. It becomes possible to function as a light source having a luminance and a light emission size close to a point light source.
  • the phosphor 22 can function as a light source having a light emission size that is higher in luminance than a LED and close to a point light source. (That is, even if the light collecting unit 20 is downsized), the light from the phosphor 22 (that is, a light source image having a higher brightness and a smaller size than the LED) can be converged on the hot zone Hz. That is, the condensing unit 20 can be downsized, and thus the vehicular headlamp 10 including the same can be downsized.
  • the vehicle headlamp 10 of the present embodiment it is possible to reduce the size of the conventional headlamp using the LED, and further, it is possible to suppress the brightness feeling in front of the vehicle and the hot zone Hz is brighter. It becomes possible to configure a vehicle headlamp capable of forming a passing beam light distribution pattern P1 which is an optimal combined light distribution pattern for a vehicle headlamp with excellent visibility. As described above, according to the vehicle headlamp 10 of the present embodiment, the vehicle headlamp 10 (condensing unit 20) can be downsized. Space can be realized.
  • the condensing unit 20 (illustrated as two semiconductor laser light sources 25a in FIG. 5) and the diffusion unit 30 (illustrated as three LED light sources 32 in FIG. 5). ) are electrically connected in series to one lighting circuit C (including a current adjusting unit) (see FIG. 5), and thus each condensing unit 20 (semiconductor laser light source 25a) and each diffusion unit 30 are connected. Since the same current is supplied from the lighting circuit C to the (LED light source 32), it is possible to prevent or reduce luminance unevenness due to the difference in characteristics between the individual semiconductor laser light sources 25a and the individual LED light sources 32. Become. Further, only one lighting circuit C (including the current adjusting unit) is sufficient.
  • the phosphor 22, the semiconductor laser light source 25a, and the condenser lens 25b are disposed below the optical axis AX1 and in the vertical direction (see FIG. 2). It becomes possible to shorten the dimension of the light collecting unit 20 in the optical axis AX1 direction. This also makes it possible to reduce the size of the vehicular headlamp 10 (condensing unit 20), so that the space saving of the vehicular headlamp 10 can be realized correspondingly.
  • the front of the vehicle is formed using the light collecting unit 20 that forms the light collecting light distribution pattern P1 LD that irradiates the hot zone Hz and the diffusion unit 30 that forms the diffused light distribution pattern P1 LED that irradiates the diffusion region A.
  • the example which comprises the lighting 10 was demonstrated, this invention is not limited to this.
  • the vehicle headlamp 10 is configured by further adding at least one medium diffusion unit that forms a light distribution pattern that irradiates an intermediate region B between the hot zone Hz and the diffusion region A. May be.
  • the intermediate diffusion unit may have a configuration using the semiconductor laser light source 25a and the phosphor 22 as in the condensing unit 20, or may have a configuration using the LED light source 32 as in the diffusion unit 30. May be.
  • diffusion unit 30 is a light distribution for passing beams.
  • the pattern P1 has been described, the present invention is not limited to this.
  • the shades 24 and 34 of the units 20 and 30 are omitted, and the shapes of the reflecting surfaces 23 and 33 are adjusted, so that the light collection light distribution pattern P2 formed by the light collection unit 20 as shown in FIG. You may make it form the light distribution pattern P2 for traveling beams which is a synthetic
  • FIG. 1 is a synthetic
  • the semiconductor laser light source 25a is a laser diode that emits blue laser light (wavelength: 450 [nm]), and the phosphor 22 receives the laser light from the laser optical system 25 and receives the semiconductor laser light source.
  • the wavelength conversion member YAG phosphor
  • the present invention is not limited to this.
  • a laser light source that emits light with a wavelength other than blue light for example, ultraviolet light
  • a phosphor that emits light with a wavelength other than yellow can be used as the phosphor 22. It is possible to use.
  • the diffusion unit 30 may be a so-called parabolic lamp unit using an LED light source, or a so-called direct projection type lamp unit using an LED light source.
  • FIG. 8 is a longitudinal sectional view of the condensing unit 40 cut along a vertical plane including the optical axis AX1.
  • the light collecting unit 40 is a projector-type lamp unit, and as shown in FIG. 8, the projection lens 41 disposed on the optical axis AX1 extending in the vehicle front-rear direction, and the rear focal point F 41 of the projection lens 41 is closer to the vehicle.
  • the phosphor 42 disposed on the rear side and on the optical axis AX1, the reflecting surface 43 that reflects the light from the phosphor 42 so as to be condensed toward the optical axis AX1, and the projection lens 41 and the phosphor 42 are disposed.
  • the shade 44, the phosphor 42, and a laser optical system 45 for irradiating the phosphor 42 with laser light are provided.
  • the projection lens 41, the reflecting surface 43, and the like correspond to the first optical system of the present invention.
  • the projection lens 41 is a plano-convex aspheric lens having a convex front surface and a flat rear surface.
  • the projection lens 41 is held on the lens holder 41a and disposed on the optical axis AX1.
  • the projection lens 41 has the same diameter as the projection lens 31 of the diffusion unit 30 from the viewpoint of appearance. From an optical viewpoint, the projection lens 41 and the projection lens 31 may have different diameters.
  • the phosphor 42 is a wavelength conversion member (YAG phosphor in the present embodiment) that receives laser light from the laser optical system 45 and generates light having a longer wavelength than the semiconductor laser light source 45a.
  • the phosphor 42 is attached to the upper surface of the metal member 46 that has been subjected to a mirror treatment such as aluminum vapor deposition, and is disposed on the rear side of the vehicle with respect to the rear focal point F 41 of the projection lens 41 and on the optical axis AX1.
  • the phosphor 42 is excited by the laser light (scattered light) from the laser optical system 45 scattered on the surface (and / or inside) and the laser light incident from the laser optical system 45 and emitted from the phosphor 42.
  • White light (pseudo white light) is emitted.
  • the light directed vertically downward is reflected by the upper surface of the metal member 46 and directed upward. That is, the light utilization efficiency is further improved because light traveling downward in the vertical direction can be reused.
  • the metal member 46 includes the radiation fins 46a, it is possible to efficiently radiate the heat generated in the phosphor 42. As a result, it is possible to suppress a decrease in light emission luminance due to the temperature rise of the phosphor 42. Thereby, the brightness
  • the light source image of the semiconductor laser light source 45a projected by the condenser lens 45b is approximately the same size (for example, slightly larger than the light source image of the semiconductor laser light source 45a). Size) and a phosphor having a shape extending in the vehicle width direction (a direction orthogonal to the paper surface in FIG. 8).
  • the reflecting surface 43 is disposed so as to cover the upper side of the phosphor 42 so that light emitted upward from the phosphor 42 (and reflected light reflected upward from the upper surface of the metal member 46) is incident.
  • the reflecting surface 43 is set so that the cross-sectional shape including the optical axis AX1 is set to be substantially elliptical, and the eccentricity is gradually increased from the vertical cross section toward the horizontal cross section.
  • light from the phosphor 42 that is reflected by the reflecting surface 43 substantially converge slightly in front of the rear focal point F 41 in the vertical cross section, a substantially more forward position than the vertical cross-section in the horizontal section Converge.
  • the shade 44 includes a mirror surface 44 a extending from the rear focal point F 41 of the projection lens 41 toward the phosphor 42. Light incident on the mirror surface 44a and reflected upward is refracted by the projection lens 41 and travels in the road surface direction. That is, the light incident on the mirror surface 44a is folded back at the cutoff line and superimposed on the light distribution pattern below the cutoff line. Thereby, as shown in FIG. 3, the condensing light distribution pattern P1 LD including the cut-off line CL1 LD that irradiates the hot zone Hz in the passing beam light distribution pattern P1 that is the combined light distribution pattern is formed.
  • Laser optical system 45 such that the irradiation direction becomes vertically upward, the semiconductor laser light source 45a that is disposed below between and the optical axis AX1 of the projection lens 41 and the rear side focal point F 41 of the projection lens 41, the vertical A condensing lens 45b, a plane mirror 45c, and the like disposed above are provided.
  • the semiconductor laser light source 45a and the condenser lens 45b are unitized by being fixed to a laser holder 45d fixed to the metal member 46.
  • the laser holder 45d is a cylindrical portion (for example, a cylindrical cylindrical portion) that extends in the vertical direction.
  • the semiconductor laser light source 45a is, for example, a laser diode that emits blue laser light (wavelength: 450 [nm]), and is fixed to the lower end in the laser holder 45d.
  • the condenser lens 45b is positionally adjusted so that the area of the light source image of the semiconductor laser light source 45a projected onto the phosphor 42 is 1 square millimeter or less, and is fixed to the upper end in the laser holder 45d.
  • the plane mirror 45c is disposed at a position substantially vertically above the semiconductor laser light source 45a and at a position that does not block the reflected light from the reflection surface 43 so that the laser light from the semiconductor laser light source 45a collected by the condenser lens 45b enters. ing.
  • the plane mirror 45c is formed integrally with a lens holder 41a that holds the projection lens 41, for example.
  • the incident angle of the reflected light (principal ray) from the plane mirror 45c with respect to the phosphor 42 is an angle between 30 and 60 degrees (for example, 45 degrees). desirable. This incident angle can be adjusted to the above angle range by adjusting the relative positional relationship of the semiconductor laser light source 45a, the condenser lens 45b, the plane mirror 45c, the phosphor 42, and the like.
  • the semiconductor laser light source 45a that constitute the laser optical system 45, a condenser lens 45b and the plane mirror 45c is arranged between the projection lens 41 and the rear side focal point F 41 of the projection lens 41, and are arranged in a vertical direction (See FIG. 8).
  • the size of the light collecting unit 40 in the direction of the optical axis AX1 extends to the rear end of the reflecting surface 43, so that the size of the light collecting unit 40 in the direction of the optical axis AX1 can be shortened.
  • the efficiency of the phosphor 42 is reduced due to the influence of the thermal energy generated from the semiconductor laser light source 45a, as in the first embodiment. Can be prevented or reduced.
  • the laser light emitted from the laser light source 45a is condensed by the action of the condensing lens 45b, reflected by the plane mirror 45c, and irradiated onto the phosphor 42. That is, the light source image of the semiconductor laser light source 45 a is projected onto the phosphor 42.
  • the area of the light source image of the semiconductor laser light source 45a projected onto the phosphor 42 is 1 mm 2 or less and extends in the vehicle width direction (the direction orthogonal to the paper surface in FIG. 8) (for example, an ellipse).
  • An elliptical or circular light source image can be formed, for example, by adjusting the focal position of the condenser lens 45b.
  • the rectangular light source image can be formed, for example, by covering the light emitting surface of the semiconductor laser light source 45a with a mask member in which a rectangular opening is formed.
  • the phosphor 42 irradiated with the laser light is excited and emitted by the laser light (scattered light) from the laser optical system 45 scattered on the surface (and / or inside) and the laser light incident from the laser optical system 45.
  • White light (pseudo white light) by color mixing with the light from the phosphor 42 is emitted. Since the area of the light source image of the semiconductor laser light source 45a projected onto the phosphor 42 is 1 square millimeter or less, the phosphor 42 can be made to function as a light source having a luminance higher than that of an LED and a light emitting size close to that of a point light source. It becomes. For example, when the current supplied to the semiconductor laser light source 45a is 1 [A], the luminance is 250 [cd / mm 2 ].
  • the phosphor 42 can function as a light source having a light emission size higher than that of the LED and close to a point light source, even if the reflecting surface 43 is downsized (that is, the condensing unit 40 is downsized). It is possible to converge the light from the phosphor 42 (that is, a light source image having a higher luminance and a smaller size than the LED) into the hot zone Hz. Thereby, size reduction of the condensing unit 40 and by extension, size reduction of the vehicle headlamp 10 containing this are attained.
  • the phosphor 42 that functions as a light source having a luminance higher than that of the LED and having a light emission size close to that of the point light source and incident on the reflecting surface 43 is reflected by the reflecting surface 43 and is a rear focal point F 41 of the projection lens 41. After convergence in the vicinity, the light passes through the projection lens 41 and is irradiated forward. Thereby, the condensing light distribution pattern which irradiates the hot zone Hz in the light distribution pattern P1 for the passing beam which is the combined light distribution pattern on the virtual vertical screen (for example, disposed about 25 m ahead of the front end of the vehicle). P1 LD is formed (see FIG. 3).
  • the condensed light distribution pattern P1 LD includes a cut-off line CL1 LD defined by the shade 44 at the upper edge.
  • the condensing unit 40 emits light by a known aiming mechanism (not shown) so as to irradiate the hot zone Hz in the passing beam light distribution pattern P1 in which the condensing light distribution pattern P1 LD is a combined light distribution pattern. The axis is adjusted.
  • the vehicle headlamp configured by combining the light collecting unit 40 of the present embodiment and the diffusion unit 30 of the first embodiment, the same effects as the vehicle headlamp 10 of the first embodiment can be obtained. Is possible.
  • FIG. 9 is a longitudinal sectional view of the condensing unit 50 cut along a vertical plane including the optical axis AX1.
  • the condensing unit 50 of the present embodiment is a so-called direct projection type lamp unit, and as shown in FIG. 9, the projection lens 51 disposed on the optical axis AX1 extending in the vehicle front-rear direction, the rear side of the projection lens 51 focus F 51 phosphor 52 disposed in the vicinity, and a laser optical system 53 or the like for irradiating a laser beam to the phosphor 52.
  • the projection lens 51 and the like correspond to the first optical system of the present invention.
  • the projection lens 51 is a plano-convex aspherical lens having a convex front surface and a flat rear surface.
  • the projection lens 51 is held on a lens holder (not shown) and disposed on the optical axis AX1.
  • the projection lens 51 has the same diameter as the projection lens 31 of the diffusion unit 30 from the viewpoint of appearance. From an optical viewpoint, the projection lens 51 and the projection lens 31 may have different diameters.
  • the phosphor 52 is a wavelength conversion member (YAG phosphor in the present embodiment) that receives laser light from the laser optical system 53 and generates light having a longer wavelength than the semiconductor laser light source 53a.
  • the phosphor 52 is held by the laser holder 53 c and is disposed in the vicinity of the rear focal point F 51 of the projection lens 51.
  • the phosphor 52 is white light (pseudo white light) by color mixing of the laser light from the laser optical system 53 that passes through the phosphor 52 and the light from the phosphor 52 that is excited and emitted by the laser light incident from the laser optical system 53. Radiate.
  • the lower part of the phosphor 52 is covered with a light shielding member (not shown) having an upper edge corresponding to the cut-off line.
  • the upper edge of the light shielding member is located in the vicinity of the rear focal point F 51 of the projection lens 51.
  • the light source image of the semiconductor laser light source 53a projected by the condensing lens 53b is approximately the same size (for example, slightly larger than the light source image of the semiconductor laser light source 53a). Size) and a phosphor having a shape extending in the vehicle width direction (a direction perpendicular to the paper surface in FIG. 9).
  • the reason why the phosphor having the same size as the light source image of the semiconductor laser light source 53a projected by the condenser lens 53b (the area is 1 square millimeter or less) is used is the same as the reason for the first embodiment. Therefore, the description is omitted here.
  • the laser optical system 53 includes a semiconductor laser light source 53a disposed on the rear side of the vehicle with respect to the phosphor 52 and on the optical axis AX1, a condenser lens 53b disposed between the phosphor 52 and the semiconductor laser light source 53a, and the like. ing.
  • the phosphor 52, the semiconductor laser light source 53a, and the condenser lens 53b are unitized by being fixed to the laser holder 53c.
  • the phosphor 52 Since the phosphor 52 is arranged away from the semiconductor laser light source 53a, the efficiency of the phosphor 52 is prevented from being lowered due to the influence of thermal energy generated from the semiconductor laser light source 53a, as in the first embodiment. Or it becomes possible to reduce.
  • the laser holder 53c has a cone cylinder part 53c1 (for example, a cone type cylinder part narrowed in a conical shape) that narrows in a cone shape toward the front (front end) of the vehicle and a cylinder part 53c2 that is disposed on the vehicle rear side and extends in the horizontal direction. (For example, a cylindrical tube portion).
  • a cone cylinder part 53c1 for example, a cone type cylinder part narrowed in a conical shape
  • a cylinder part 53c2 that is disposed on the vehicle rear side and extends in the horizontal direction.
  • a cylindrical tube portion for example, a cylindrical tube portion
  • the phosphor 52 is fixed to the tip so as to cover the opening formed at the tip of the cone tube portion 53c1.
  • the semiconductor laser light source 53a is, for example, a laser diode that emits blue laser light (wavelength: 450 [nm]), and is fixed to the base end (rear side of the vehicle) in the cylindrical portion 53c2.
  • the condenser lens 53b is adjusted in position so that the area of the light source image of the semiconductor laser light source 53a projected onto the phosphor 52 is equal to or less than 1 square millimeter, and is fixed to the tip (front side of the vehicle) in the cylindrical portion 53c2. Yes.
  • the laser light emitted from the laser light source 53a is condensed by the action of the condensing lens 53b and irradiated onto the phosphor 52. That is, the light source image of the semiconductor laser light source 53 a is projected onto the phosphor 52.
  • the area of the light source image of the semiconductor laser light source 53a projected onto the phosphor 52 is 1 square millimeter or less and extends in the vehicle width direction (the direction orthogonal to the paper surface in FIG. 9) (for example, an ellipse). , A circular or rectangular light source image).
  • An elliptical or circular light source image can be formed, for example, by adjusting the focal position of the condenser lens 53b.
  • the rectangular light source image can be formed, for example, by covering the light emitting surface of the semiconductor laser light source 53a with a mask member in which a rectangular opening is formed.
  • the phosphor 52 irradiated with the laser light is white by color mixture of the laser light from the laser optical system 53 that passes through the phosphor 52 and the light from the phosphor 52 that is excited by the laser light incident from the laser optical system 53 and emits light. Emits light (pseudo white light). Since the area of the light source image of the semiconductor laser light source 53a projected onto the phosphor 52 is 1 square millimeter or less, the phosphor 52 can be made to function as a light source having an emission size higher than that of the LED and close to a point light source. It becomes. For example, when the current supplied to the semiconductor laser light source 53a is 1 [A], the luminance is 200 [cd / mm 2 ].
  • the condensing unit 50 can be downsized, and thus a vehicle headlamp including the same. 10 downsizing is possible.
  • the condensed light distribution pattern P1 LD includes a cut-off line CL1 LD defined by a light shielding member (not shown) at the upper edge.
  • the condensing unit 50 emits light by a known aiming mechanism (not shown) so as to irradiate the hot zone Hz in the passing beam light distribution pattern P1 in which the condensing light distribution pattern P1 LD is a combined light distribution pattern.
  • the axis is adjusted.
  • the vehicle headlamp configured by combining the light collecting unit 50 of the present embodiment and the diffusion unit 30 of the first embodiment, the same effects as the vehicle headlamp 10 of the first embodiment can be obtained. Is possible.
  • FIG. 10 is a longitudinal sectional view of the condensing unit 60 cut along a vertical plane including the optical axis AX1.
  • the light collecting unit 60 of the present embodiment is a so-called parabolic lamp unit, and as shown in FIG. 10, a parabolic reflecting surface 61 and a phosphor 62 disposed in the vicinity of the focal point F 61 of the reflecting surface 61. And a laser optical system 63 for irradiating the phosphor 62 with laser light.
  • the reflecting surface 61 and the like correspond to the first optical system of the present invention.
  • the reflection surface 61 is a parabolic reflection surface having an optical axis AX1 (rotation axis) extending in the vehicle front-rear direction, reflects light incident from the phosphor 62, and collects light distribution including the cut-off line CL1 LD.
  • the pattern P1 LD is formed.
  • the phosphor 62 is a wavelength conversion member (YAG phosphor in the present embodiment) that receives laser light from the laser optical system 63 and generates light having a longer wavelength than the semiconductor laser light source 63a.
  • Phosphor 62 is disposed at the focal F 61 near the reflecting surface 61 is held to the laser holder 63c.
  • the phosphor 62 is white light (pseudo white light) by color mixing of the laser light from the laser optical system 63 that passes through the phosphor 62 and the light from the phosphor 62 that is excited by the laser light incident from the laser optical system 63 and emits light. Radiate.
  • the light source image of the semiconductor laser light source 63a projected by the condenser lens 63b is approximately the same size (for example, slightly larger than the light source image of the semiconductor laser light source 63a). Size) and a phosphor having a shape extending in the vehicle width direction (a direction orthogonal to the paper surface in FIG. 10).
  • the laser optical system 63 includes a semiconductor laser light source 63a disposed above the phosphor 62 so that the irradiation direction is vertically downward, a condenser lens 63b disposed between the phosphor 62 and the semiconductor laser light source 63a, and the like. I have.
  • the phosphor 62, the semiconductor laser light source 63a, and the condenser lens 63b are unitized by being fixed to a cylindrical laser holder 63c that is disposed above the optical axis AX1 and in the vertical direction and extends in the vertical direction. .
  • the dimension of the light collecting unit 60 in the optical axis AX1 direction extends to the rear end of the reflecting surface 61, so that the dimension of the light collecting unit 60 in the optical axis AX1 direction can be shortened.
  • the efficiency of the phosphor 62 is reduced due to the influence of thermal energy generated from the semiconductor laser light source 63a, as in the first embodiment. Can be prevented or reduced.
  • the laser holder 63c has a conical cylinder part 63c1 (for example, a conical cylinder part narrowed in a conical shape) that narrows in a conical shape as it goes vertically downward (tip), and a cylinder part 63c2 (for example, a cylinder part 63c2 that is disposed above and extends in the vertical direction).
  • a conical cylinder part 63c1 for example, a conical cylinder part narrowed in a conical shape
  • a cylinder part 63c2 for example, a cylinder part 63c2 that is disposed above and extends in the vertical direction.
  • a cylindrical tube portion for example, a conical cylinder part narrowed in a conical shape
  • the phosphor 62 is fixed to the tip so as to cover the opening formed at the tip of the cone tube portion 63c1.
  • the semiconductor laser light source 63a is, for example, a laser diode that emits blue laser light (wavelength: 450 [nm]), and is fixed to the upper end in the cylindrical portion 63c2.
  • the condenser lens 63b is positionally adjusted so that the area of the light source image of the semiconductor laser light source 63a projected onto the phosphor 62 is 1 square millimeter or less, and is fixed to the lower end in the cylindrical portion 63c2.
  • the laser light emitted from the laser light source 63a is condensed by the action of the condensing lens 63b and applied to the phosphor 62. That is, the light source image of the semiconductor laser light source 63 a is projected onto the phosphor 62.
  • the area of the light source image of the semiconductor laser light source 63a projected onto the phosphor 62 is 1 square millimeter or less and extends in the vehicle width direction (the direction orthogonal to the paper surface in FIG. 10) (for example, an ellipse). , A circular or rectangular light source image).
  • An elliptical or circular light source image can be formed, for example, by adjusting the focal position of the condenser lens 63b.
  • the rectangular light source image can be formed, for example, by covering the light emitting surface of the semiconductor laser light source 63a with a mask member in which a rectangular opening is formed.
  • the phosphor 62 irradiated with the laser light is white by color mixture of the laser light from the laser optical system 63 that passes through the phosphor 62 and the light from the phosphor 62 that is excited by the laser light incident from the laser optical system 63 and emits light. Emits light (pseudo white light). Since the area of the light source image of the semiconductor laser light source 63a projected onto the phosphor 62 is 1 square millimeter or less, the phosphor 62 can be made to function as a light source having a luminance higher than that of an LED and a light emission size close to that of a point light source. It becomes. For example, when the current supplied to the semiconductor laser light source 63a is 1 [A], the luminance is 200 [cd / mm 2 ].
  • the phosphor 62 can function as a light source having a light emission size higher than that of the LED and close to a point light source, even if the reflecting surface 61 is downsized (that is, the condensing unit 60 is downsized). It is possible to converge the light from the phosphor 62 (that is, a light source image with higher brightness and smaller size than the LED) into the hot zone Hz. As a result, it is possible to reduce the size of the condensing unit 60 and thus to reduce the size of the vehicular headlamp 10 including the same.
  • the condensed light distribution pattern P1 LD includes a cut-off line CL1 LD at the upper edge.
  • the condensing unit 60 emits light by a known aiming mechanism (not shown) so as to irradiate the hot zone Hz in the passing beam light distribution pattern P1 in which the condensing light distribution pattern P1 LD is a combined light distribution pattern.
  • the axis is adjusted.
  • the vehicle headlamp configured by combining the light collecting unit 60 of the present embodiment and the diffusion unit 30 of the first embodiment, the same effects as the vehicle headlamp 10 of the first embodiment can be obtained. Is possible.
  • FIG. 11 is a longitudinal sectional view of the condensing unit 70 cut along a vertical plane including the optical axis AX1.
  • the condensing unit 70 of the present embodiment is a so-called direct projection type lamp unit, and as shown in FIG. 11, the projection lens 71 disposed on the optical axis AX1 extending in the vehicle front-rear direction, the rear side of the projection lens 71 focus F 71 phosphor 72 disposed in the vicinity, and a laser optical system 73 or the like for irradiating a laser beam to the phosphor 72.
  • the projection lens 71 and the like correspond to the first optical system of the present invention.
  • the projection lens 71 is a plano-convex aspheric lens having a convex surface on the front side of the vehicle and a flat surface on the rear side of the vehicle.
  • the projection lens 71 is held on a lens holder (not shown) and disposed on the optical axis AX1.
  • the projection lens 71 has the same diameter as the projection lens 31 of the diffusion unit 30 from the viewpoint of appearance. From an optical viewpoint, the projection lens 71 and the projection lens 31 may have different diameters.
  • the phosphor 72 is a wavelength conversion member (YAG phosphor in the present embodiment) that receives laser light from the laser optical system 73 and generates light having a longer wavelength than the semiconductor laser light source 73a.
  • the phosphor 72 is attached to a metal member 74 that has been subjected to a mirror finish such as aluminum vapor deposition, and is disposed in the vicinity of the rear focal point F 71 of the projection lens 71.
  • the fluorescent material 72 is excited by the laser light (scattered light) from the laser optical system 73 scattered on its surface (and / or inside) and the laser light incident from the laser optical system 73 and emitted from the fluorescent material 72.
  • White light (pseudo white light) is emitted.
  • the light directed toward the metal member 74 is reflected by the metal member 74 and travels toward the projection lens 71. That is, the light utilization efficiency is further improved because the light toward the metal member 74 side can be reused.
  • the lower part of the phosphor 72 is covered with a light shielding member 75 having an upper end edge corresponding to the cut-off line.
  • the upper end edge of the light shielding member 75 is located in the vicinity of the rear focal point F 71 of the projection lens 71.
  • the light source image of the semiconductor laser light source 73a projected by the condenser lens 73b is approximately the same size (for example, slightly larger than the light source image of the semiconductor laser light source 73a). Size) and a phosphor having a shape extending in the vehicle width direction (a direction perpendicular to the paper surface in FIG. 11).
  • the laser optical system 73 is a semiconductor laser light source 73a disposed between the projection lens 71 and its rear focal point F 71 and above the optical axis AX1, and a collector disposed between the phosphor 72 and the semiconductor laser light source 73a.
  • An optical lens 73b and the like are provided. With this arrangement, it is possible to configure a small condensing unit 70 having a short dimension in the optical axis direction.
  • the semiconductor laser light source 73a and the condenser lens 73b may be unitized by being fixed to a laser holder.
  • the efficiency of the phosphor 72 is prevented from being lowered due to the influence of thermal energy generated from the semiconductor laser light source 73a, as in the first embodiment. Or it becomes possible to reduce.
  • the semiconductor laser light source 73a is, for example, a laser diode that emits blue laser light (wavelength: 450 [nm]).
  • the condenser lens 73b is positioned between the phosphor 72 and the semiconductor laser light source 73a so that the area of the light source image of the semiconductor laser light source 73a projected onto the phosphor 72 is adjusted to 1 square millimeter or less. Yes.
  • the laser light emitted from the laser light source 73a is condensed by the action of the condensing lens 73b and applied to the phosphor 72. That is, the light source image of the semiconductor laser light source 73 a is projected onto the phosphor 72.
  • the incident angle of the light (principal ray) from the laser optical system 73 to the phosphor 72 is an angle between 30 and 60 degrees (for example, 45 degrees). Is desirable. This incident angle can be adjusted to the above angle range by adjusting the relative positional relationship of the semiconductor laser light source 73a, the condensing lens 73b, the phosphor 72, and the like.
  • the area of the light source image of the semiconductor laser light source 73a projected onto the phosphor 72 is 1 square millimeter or less and extends in the vehicle width direction (a direction orthogonal to the paper surface in FIG. 11) (for example, an ellipse).
  • An elliptical or circular light source image can be formed, for example, by adjusting the focal position of the condenser lens 73b.
  • the rectangular light source image can be formed, for example, by covering the light emitting surface of the semiconductor laser light source 73a with a mask member in which a rectangular opening is formed.
  • the phosphor 72 irradiated with the laser light is excited by the laser light (scattered light) from the laser optical system 73 scattered on the surface (and / or inside) and the laser light incident from the laser optical system 73 to emit light.
  • White light (pseudo white light) by color mixing with the light from the phosphor 72 is emitted. Since the area of the light source image of the semiconductor laser light source 73a projected onto the phosphor 72 is 1 square millimeter or less, the phosphor 72 can be made to function as a light source having a luminance higher than that of the LED and close to a point light source. It becomes. For example, when the current supplied to the semiconductor laser light source 73a is 1 [A], the luminance is 250 [cd / mm 2 ].
  • the condensing unit 70 can be downsized, and thus a vehicle headlamp including the same. 10 downsizing is possible.
  • the condensed light distribution pattern P1 LD includes a cut-off line CL1 LD defined by the light shielding member 75 at the upper edge.
  • the condensing unit 70 emits light by a known aiming mechanism (not shown) so as to irradiate the hot zone Hz in the passing beam light distribution pattern P1 in which the condensing light distribution pattern P1 LD is a combined light distribution pattern.
  • the axis is adjusted.
  • the vehicle headlamp configured by combining the light collecting unit 70 of the present embodiment and the diffusion unit 30 of the first embodiment, the same effects as the vehicle headlamp 10 of the first embodiment can be obtained. Is possible.
  • FIG. 12 is a longitudinal sectional view of the condensing unit 80 cut along a vertical plane including the optical axis AX1.
  • the condensing unit 80 of the present embodiment is a so-called parabolic lamp unit, and as shown in FIG. 12, a parabolic reflecting surface 81 and a phosphor 82 arranged near the focal point F 81 of the reflecting surface 81. And a laser optical system 83 for irradiating the phosphor 82 with laser light.
  • the reflecting surface 81 and the like correspond to the first optical system of the present invention.
  • the reflecting surface 81 is a parabolic reflecting surface having an optical axis AX1 (rotating axis) extending in the vehicle front-rear direction, reflects light incident from the phosphor 82, and collects light distribution including the cut-off line CL1 LD.
  • the pattern P1 LD is formed.
  • the phosphor 82 is a wavelength conversion member (YAG phosphor in the present embodiment) that receives laser light from the laser optical system 83 and generates light having a longer wavelength than the semiconductor laser light source 83a.
  • the phosphor 82 is attached to a metal member 84 that has been subjected to mirror treatment such as aluminum vapor deposition, and is disposed in the vicinity of the rear focal point F 71 of the projection lens 71.
  • the phosphor 82 is inclined and arranged so that the front side of the vehicle is positioned below.
  • the phosphor 82 is excited by the laser light (scattered light) from the laser optical system 83 scattered on its surface (and / or inside) and the laser light incident from the laser optical system 83 and emitted from the phosphor 82.
  • White light (pseudo white light) is emitted.
  • the light directed toward the metal member 84 is reflected by the metal member 84 and travels toward the reflection surface 81. That is, the light utilization efficiency is further improved because the light traveling toward the metal member 84 can be reused.
  • the light source image of the semiconductor laser light source 83a projected by the condenser lens 83b is approximately the same size (for example, slightly larger than the light source image of the semiconductor laser light source 83a). Size) and a phosphor having a shape extending in the vehicle width direction (a direction orthogonal to the paper surface in FIG. 12).
  • the laser optical system 83 includes a semiconductor laser light source 83a disposed behind the phosphor 82 and on the optical axis AX1, a condenser lens 83b disposed between the phosphor 82 and the semiconductor laser light source 83a, and the like. ing.
  • the semiconductor laser light source 83a and the condenser lens 83b may be unitized by being fixed to a laser holder.
  • the efficiency of the phosphor 82 is prevented from being lowered under the influence of thermal energy generated from the semiconductor laser light source 83a, as in the first embodiment. Or it becomes possible to reduce.
  • the semiconductor laser light source 83a is, for example, a laser diode that emits blue laser light (wavelength: 450 [nm]).
  • the condenser lens 83b is positioned between the phosphor 82 and the semiconductor laser light source 83a so that the area of the light source image of the semiconductor laser light source 83a projected onto the phosphor 82 is adjusted to 1 square millimeter or less. Yes.
  • the laser light emitted from the laser light source 83a is condensed by the action of the condensing lens 83b and irradiated onto the phosphor 82. That is, the light source image of the semiconductor laser light source 83a is projected onto the phosphor 82.
  • the incident angle of the light (principal ray) from the laser optical system 83 to the phosphor 82 is an angle between 30 and 60 degrees (for example, 45 degrees). Is desirable. This incident angle can be adjusted to the above angle range by adjusting the relative positional relationship of the semiconductor laser light source 83a, the condensing lens 83b, the phosphor 82, and the like.
  • the area of the light source image of the semiconductor laser light source 83a projected onto the phosphor 82 is 1 square millimeter or less and extends in the vehicle width direction (the direction orthogonal to the paper surface in FIG. 12) (for example, an ellipse).
  • An elliptical or circular light source image can be formed, for example, by adjusting the focal position of the condensing lens 83b.
  • the rectangular light source image can be formed, for example, by covering the light emitting surface of the semiconductor laser light source 83a with a mask member in which a rectangular opening is formed.
  • the phosphor 82 irradiated with the laser light is excited by the laser light (scattered light) from the laser optical system 83 scattered on the surface (and / or inside) and the laser light incident from the laser optical system 83 to emit light.
  • White light (pseudo white light) by color mixing with the light from the phosphor 82 is emitted. Since the area of the light source image of the semiconductor laser light source 83a projected onto the phosphor 82 is 1 square millimeter or less, the phosphor 82 can function as a light source having a light emission size higher in brightness than the LED and close to a point light source. It becomes. For example, when the current supplied to the semiconductor laser light source 83a is 1 [A], the luminance is 250 [cd / mm 2 ].
  • the condensing unit 80 can be reduced in size, and thus a vehicle headlamp including the same. 10 downsizing is possible.
  • the condensed light distribution pattern P1 LD includes a cut-off line CL1 LD at the upper edge.
  • the condensing unit 80 emits light by a known aiming mechanism (not shown) so as to irradiate the hot zone Hz in the passing beam light distribution pattern P1 in which the condensing light distribution pattern P1 LD is a combined light distribution pattern.
  • the axis is adjusted.
  • the vehicle headlamp configured by combining the light collecting unit 80 of the present embodiment and the diffusion unit 30 of the first embodiment, the same effects as the vehicle headlamp 10 of the first embodiment can be obtained. Is possible.
  • a vehicle headlamp may be configured by combining a plurality of types of the total of six types of light collecting units 20 and 40 to 80 and the diffusion unit 30 of the first embodiment. That is, the vehicle headlamp can be configured by combining the light collecting units 20 and 40 to 80 appropriately selected according to the required design and the diffusion unit 30 of the first embodiment.
  • SYMBOLS 10 Vehicle headlamp, 20 ... Condensing unit, 21 ... Projection lens, 21a ... Lens holder, 22 ... Phosphor, 23 ... Reflecting surface, 24 ... Shade, 24a ... Mirror surface, 25 ... Laser optical system, 25a ... Semiconductor laser light source, 25b ... Condensing lens, 25c ... Laser holder, 25c1 ... Cone cylinder part, 25c2 ... Cylinder part, 30 ... Diffusing unit, 31 ... Projection lens, 32 ... LED light source, 33 ... Reflecting surface, 34 ... Shade, 34a ... mirror surface, 35 ... heat sink, 40 ... condensing unit, 41 ... projection lens, 41a ...
  • lens holder 42 ... phosphor, 43 ... reflection surface, 44 ... shade, 44a ... mirror surface, 45 ... laser optics System, 45a ... Semiconductor laser light source, 45b ... Condensing lens, 45c ... Plane mirror, 45d ... Laser holder, 46 ... Metal member, 46a ... Heat dissipation , 50 ... condensing unit, 51 ... projection lens, 52 ... phosphor, 53 ... laser optical system, 53a ... semiconductor laser light source, 53b ... condensing lens, 53c ... laser holder, 53c1 ... conical cylinder part, 53c2 ... Cylinder part, 60 ... Condensing unit, 61 ... Reflecting surface, 62 ...

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Abstract

　小型化が可能で、なおかつ、ホットゾーンがより明るい合成配光パターン（例えば、すれ違いビーム用配光パターン）を形成することが可能な車両用前照灯を提供する。ホットゾーンと前記ホットゾーンより拡散した拡散領域とを含む合成配光パターンを形成する車両用前照灯は、レーザー光源と、前記レーザー光源からの光を前方に照射して前記ホットゾーンを照射する第１配光パターンを形成する第１光学系と、を含む少なくとも一つの第１灯具ユニットと、ＬＥＤ光源と、前記ＬＥＤ光源からの光を前方に照射して前記拡散領域を照射する第２配光パターンを形成する第２光学系と、を含む少なくとも一つの第２灯具ユニットと、を備える。

Description

車両用前照灯
　本発明は車両用前照灯に係り、特に、半導体レーザー光源とＬＥＤ（Light Emitting Diode）光源とを用いた車両用前照灯に関する。
　従来、ＬＥＤ等の半導体発光素子を光源とする複数の光源ユニットを備え、当該複数の光源ユニットから照射される光により形成される複数の配光パターンを重畳させることで目的の配光パターンを合成するように構成された車両用前照灯が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
　特許文献１に記載の車両用前照灯は、相対的に輝度の高いＬＥＤと当該輝度の高いＬＥＤからの光を収束させてホットゾーンを形成する略楕円球面状のリフレクタとを含む集光ユニット、相対的に輝度の低いＬＥＤと当該輝度の低いＬＥＤからの光を拡散させて拡散領域を形成する拡散光学系とを含む拡散ユニットを備えている。
　特許文献１に記載の車両用前照灯によれば、集光ユニットから照射される光（すなわち、略楕円球面状のリフレクタで収束される相対的に輝度の高いＬＥＤからの光）により形成されるホットゾーンと、拡散ユニットから照射される光（すなわち、拡散光学系で拡散される相対的に輝度の低いＬＥＤからの光）により形成される拡散領域とが重畳された、ホットゾーンがより明るい合成配光パターン（例えば、すれ違いビーム用配光パターン）を形成することが可能となる。
特許第４３６５２５３号公報
　しかしながら、特許文献１に記載の車両用前照灯においては、ホットゾーンに求められる明るさを確保するには一定以上の発光サイズのＬＥＤが必要となるが、一定以上の発光サイズのＬＥＤからの光（光源像）をホットゾーンに収束させるには、一定以上のサイズのリフレクタを用いて集光性を高める必要がある。
　このため、特許文献１に記載の車両用前照灯においては、ホットゾーンがより明るい合成配光パターン（例えば、すれ違いビーム用配光パターン）を形成することが可能となるものの、リフレクタを含む光学系を小型化（すなわち、前照灯を小型化）できないという問題がある。仮に、リフレクタを含む光学系を小型化（すなわち、前照灯を小型化）すると、一定以上の発光サイズのＬＥＤからの光（光源像）を十分に収束させることができず、ホットゾーン以外の車両手前側も明るくなってしまい、遠方の明るさ感が低下する（すなわち、遠方視認性が低下する）という問題がある。
　本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、小型化が可能で、なおかつ、ホットゾーンがより明るい合成配光パターン（例えば、すれ違いビーム用配光パターン）を形成することが可能な車両用前照灯を提供することを目的とする。
　上記目的を達成するため、本発明の第１の態様によれば、ホットゾーンと前記ホットゾーンより拡散した拡散領域とを含む合成配光パターンを形成する車両用前照灯において、レーザー光源と、前記レーザー光源からの光を前方に照射して前記ホットゾーンを照射する第１配光パターンを形成する第１光学系と、を含む少なくとも一つの第１灯具ユニットと、ＬＥＤ光源と、前記ＬＥＤ光源からの光を前方に照射して前記拡散領域を照射する第２配光パターンを形成する第２光学系と、を含む少なくとも一つの第２灯具ユニットと、を備える。
　本発明の第１の態様に係る車両用前照灯では、ＬＥＤよりも高輝度のレーザー光源からの光でホットゾーンを照射する構成であるため、ＬＥＤからの光でホットゾーンを照射する従来と比べ、ホットゾーンがより明るい遠方視認性に優れた車両用前照灯に最適の合成配光パターン（例えば、すれ違いビーム用配光パターン、走行ビーム用配光パターン）を形成することが可能な車両用前照灯を構成することが可能となる。
　また、第１の態様に係る車両用前照灯では、ＬＥＤよりも高輝度のレーザー光源からの光でホットゾーンを照射する構成であるため、ＬＥＤからの光でホットゾーンを照射する従来と比べ、より少ない数の第１灯具ユニットでホットゾーンを十分明るく照射することが可能となる。このように、請求項１に記載の発明によれば、第１灯具ユニットの数を減らすことが可能となるため、その分、車両用前照灯の省スペース化を実現することが可能となる。
　また、第１の態様に係る車両用前照灯では、ＬＥＤよりも高輝度かつ点光源に近い発光サイズのレーザー光源を用いているため、第１光学系（例えば、反射面）を小型化しても（すなわち、第１灯具ユニットを小型化しても）当該レーザー光源からの光（すなわち、ＬＥＤより高輝度かつ小サイズの光源像）をホットゾーンに収束させることが可能となる。すなわち、第１の態様によれば、ＬＥＤを用いた従来の前照灯より小型化が可能で、なおかつ、車両手前の明るさ感が抑えられホットゾーンがより明るい遠方視認性に優れた車両用前照灯に最適の合成配光パターン（例えば、すれ違いビーム用配光パターン、走行ビーム用配光パターン）を形成することが可能な車両用前照灯を構成することが可能となる。このように、第１の態様によれば、車両用前照灯の小型化が可能となるため、その分、車両用前照灯の省スペース化を実現することが可能となる。
　また、第１の態様に係る車両用前照灯では、レーザー光源及びＬＥＤ光源を一つのユニットに組み込むのではなく、レーザー光源、ＬＥＤ光源ごとにユニット化してあるため、求められる配光パターンの明るさに応じて適宜その数を増減することが可能となる。
　第２の態様によれば、第１の態様に係る車両用前照灯において、前記レーザー光源は、半導体レーザー光源と、前記半導体レーザー光源から離間して配置され、かつ、前記半導体レーザー光源からのレーザー光を受けて前記半導体レーザー光源より長波長の光を発生する波長変換部材と、を含む。
　蛍光体等の波長変換部材は、周囲温度が上昇すると効率が低下する傾向（温度消光）がある。また、半導体レーザー光源に供給される電力は光エネルギーを除きほとんどが熱エネルギーとなる。このため、波長変換部材を半導体レーザー光源に近接させて配置すると、半導体レーザー光源から発生する熱エネルギーの影響を受けて蛍光体の効率が低下する。
　第２の態様に係る車両用前照灯では、波長変換部材を半導体レーザー光源から離間して配置しているため、半導体レーザー光源から発生する熱エネルギーの影響を受けて蛍光体の効率が低下するのを防止又は低減することが可能となる。
　第３の態様によれば、第２の態様に係る車両用前照灯において、前記波長変換部材に照射される前記半導体レーザー光源の光源像の面積は１平方ミリメートル以下である。
　第３の態様に係る車両用前照灯では、波長変換部材に投影される半導体レーザー光源の光源像の面積は１平方ミリメートル以下であるため、波長変換部材を、ＬＥＤよりも高輝度かつ点光源に近い発光サイズの光源として機能させることが可能となる。
　また、第３の態様に係る車両用前照灯では、波長変換部材を、ＬＥＤよりも高輝度かつ点光源に近い発光サイズの光源として機能させることが可能となるため、第１光学系（例えば、反射面、投影レンズ）を小型化しても（すなわち、第１灯具ユニットを小型化しても）当該光源からの光（すなわち、ＬＥＤより高輝度かつ小サイズの光源像）をホットゾーンに収束させることが可能となる。すなわち、第１灯具ユニットの小型化、ひいてはこれを含む車両用前照灯の小型化が可能となる。
　すなわち、第３の態様によれば、ＬＥＤを用いた従来の前照灯より小型化が可能で、なおかつ、車両手前の明るさ感が抑えられホットゾーンがより明るい遠方視認性に優れた車両用前照灯に最適の合成配光パターン（例えば、すれ違いビーム用配光パターン、走行ビーム用配光パターン）を形成することが可能な車両用前照灯を構成することが可能となる。このように、第３の態様によれば、車両用前照灯の小型化が可能となるため、その分、車両用前照灯の省スペース化を実現することが可能となる。
　第４の態様によれば、第１から第３の態様のいずれかに係る車両用前照灯において、前記レーザー光源と前記ＬＥＤ光源とは、点灯回路に対して電気的に直列に接続されている。
　第４の態様に係る車両用前照灯では、第１灯具ユニット（レーザー光源）及び第２灯具ユニット（ＬＥＤ光源）を、点灯回路に対して電気的に直列に接続しているため、第１灯具ユニット（レーザー光源）及び第２灯具ユニット（ＬＥＤ光源）に点灯回路から同一の電流が供給されることになる。よって、個々のレーザー光源、個々のＬＥＤ光源の特性の差に起因する輝度ムラを防止又は低減することが可能となる。
　本発明によれば、小型化が可能で、なおかつ、ホットゾーンがより明るい合成配光パターン（例えば、すれ違いビーム用配光パターン）を形成することが可能な車両用前照灯を提供することが可能となる。
車両前端の右側（運転席側から見て右側、以下、同様）に配置された車両用前照灯１０の例である。 車両前端の右側に配置された車両用前照灯１０の他の例である。 集光ユニット２０をその光軸ＡＸ１を含む鉛直面で切断した縦断面図である。 集光ユニット２０により形成される集光配光パターンＰ１ＬＤと拡散ユニット３０により形成される拡散配光パターンＰ１ＬＥＤとを合成した合成配光パターンであるすれ違いビーム用配光パターンＰ１の例である。 拡散ユニット３０をその光軸ＡＸ２を含む鉛直面で切断した縦断面図（光路図含む）である。 車両用前照灯１０を点灯するための回路例である。 車両用前照灯１０（変形例）により形成される配光パターン例である。 車両用前照灯１０（変形例）により形成される配光パターン例である。 集光ユニット４０（集光ユニット２０の第２実施形態）をその光軸ＡＸ１を含む鉛直面で切断した縦断面図である。 集光ユニット５０（集光ユニット２０の第３実施形態）をその光軸ＡＸ１を含む鉛直面で切断した縦断面図である。 集光ユニット６０（集光ユニット２０の第４実施形態）をその光軸ＡＸ１を含む鉛直面で切断した縦断面図である。 集光ユニット７０（集光ユニット２０の第５実施形態）をその光軸ＡＸ１を含む鉛直面で切断した縦断面図である。 集光ユニット８０（集光ユニット２０の第６実施形態）をその光軸ＡＸ１を含む鉛直面で切断した縦断面図である。
　［第１実施形態］
　以下、本発明の第１実施形態である車両用前照灯について図面を参照しながら説明する。
　図１Ａ及び図１Ｂは、車両前端の右側に配置された車両用前照灯１０の例である。
　車両用前照灯１０は、第１灯具ユニットに相当する少なくとも一つの集光ユニット２０（図１Ａ及び図１Ｂ中、二つの集光ユニット２０を例示）、本発明の第２灯具ユニットに相当する少なくとも一つの拡散ユニット３０（図１Ａ及び図１Ｂ中、三つの拡散ユニット３０を例示）等を備えている。なお、各ユニット２０、３０は、求められる配光パターンの明るさに応じて適宜その数を増減することが可能である。各ユニット２０、３０には、それぞれの光軸調整が可能なように公知のエイミング機構（図示せず）が連結されている。
　［集光ユニット２０］
　図２は、集光ユニット２０をその光軸ＡＸ１を含む鉛直面で切断した縦断面図である。
　集光ユニット２０は、プロジェクタ型の灯具ユニットである。図２に示すように、集光ユニット２０は、車両前後方向に延びる光軸ＡＸ１上に配置された投影レンズ２１、投影レンズ２１の後方側焦点Ｆ２１よりも車両後方側かつ光軸ＡＸ１上に配置された蛍光体２２、蛍光体２２からの光を光軸ＡＸ１寄りに集光するように反射する反射面２３、投影レンズ２１と蛍光体２２との間に配置されたシェード２４、蛍光体２２にレーザー光を照射するレーザー光学系２５等を備えている。投影レンズ２１、反射面２３等が第１光学系に相当する。
　投影レンズ２１は、車両前方側表面が凸面で車両後方側表面が平面の平凸非球面レンズである。投影レンズ２１は、例えば、レンズホルダー２１ａに保持されて光軸ＡＸ１上に配置されている。本実施形態では、見栄えの観点から、投影レンズ２１は、後述の拡散ユニット３０の投影レンズ３１と同一直径とされている。なお、光学的観点からは、投影レンズ２１と投影レンズ３１とは異なる直径であってもよい。
　蛍光体２２は、レーザー光学系２５からのレーザー光を受けて半導体レーザー光源２５ａより長波長の光を発生する波長変換部材（本実施形態では例としてＹＡＧ（イットリウム・アルミニウム・ガーネット）蛍光体）である。本実施形態では、蛍光体２２として、蛍光体セラミックス（例えば、厚み：８０μｍ、ＹＡＧの濃度：２０％、アルミナ等のセラミックス材料の濃度：８０％）を用いている。なお、蛍光体セラミックスの厚み、ＹＡＧの濃度、アルミナ等のセラミックス材料の濃度はこれらに限定されず、適宜調整することが可能である。蛍光体２２は、レーザーホルダー２５ｃに保持されて投影レンズ２１の後方側焦点Ｆ２１よりも車両後方側かつ光軸ＡＸ１上に配置されている。
　蛍光体２２は、これを透過するレーザー光学系２５からのレーザー光とレーザー光学系２５から入射するレーザー光で励起されて発光した蛍光体２２からの光との混色による白色光（擬似白色光）を放射する。蛍光体２２から発生する熱量は、金属材料製（例えば、アルミニウム製）レーザーホルダー２５ｃの作用により放熱される。
　本実施形態では、蛍光体２２として、集光レンズ２５ｂにより投影される半導体レーザー光源２５ａの光源像（面積が１平方ミリメートル以下）と略同じサイズ（例えば、半導体レーザー光源２５ａの光源像より若干大きいサイズ）、かつ、車幅方向（図２中、紙面に直交する方向）に延びる形状の蛍光体を用いている。
　ここで、集光レンズ２５ｂにより投影される半導体レーザー光源２５ａの光源像（面積が１平方ミリメートル以下）と略同じサイズの蛍光体を用いている理由について説明する。
　仮に、蛍光体２２に集光し結像する像（半導体レーザー光源２５ａの光源像）が蛍光体２２よりも小サイズであると、光伝播により発光範囲が拡大するため、集光ユニット２０が大型化する。一方、仮に、蛍光体２２に集光し結像する像（半導体レーザー光源２５ａの光源像）が蛍光体２２よりも大サイズであると、蛍光体２２に入射しない光がロスとなる分、光利用効率が低下する。
　これらを防止するため、蛍光体２２のサイズ（面積）は、蛍光体２２に集光し結像する像（半導体レーザー光源２５ａの光源像）より若干大きいサイズとされている。これにより、半導体レーザー光源２５ａ（の発光部）とほぼ同サイズの略点光源を実現することが可能となるため、蛍光体２２に集光し結像する像が蛍光体２２よりも小サイズである場合と比べ、小型の集光ユニット２０を構成することが可能となる。
　また、レーザー光学系２５からのレーザー光は蛍光体２２に略全て入射し殆どロスとならないため、蛍光体２２に集光し結像する像が蛍光体２２よりも大サイズである場合と比べ、光利用効率が向上する。
　また、集光ユニット２０を構成する個々の部品の寸法誤差が累積し半導体レーザー光源２５ａの光源像の投影位置が多少ズレたとしても、当該半導体レーザー光源２５ａの光源像を確実に蛍光体２２に投影することが可能となる。
　以上が、集光レンズ２５ｂにより投影される半導体レーザー光源２５ａの光源像（面積が１平方ミリメートル以下）と略同じサイズの蛍光体２２を用いている理由である。
　反射面２３は、蛍光体２２から上方へ放射される光が入射するように、蛍光体２２の上方を覆うように配置されている。反射面２３は、光軸ＡＸ１を含む断面形状が略楕円形状に設定されるとともに、その離心率が鉛直断面から水平断面にむけて徐々に大きくなるように設定されている。これにより、反射面２３で反射された蛍光体２２からの光は、鉛直断面内においては後方側焦点Ｆ２１のやや前方に略収束し、水平断面においては鉛直断面に比べ更に前方の位置で略収束する。
　シェード２４は、投影レンズ２１の後方側焦点Ｆ２１から蛍光体２２側に延びるミラー面２４ａを含んでいる。ミラー面２４ａに入射し上向きに反射される光は投影レンズ２１で屈折して路面方向に向かう。すなわち、ミラー面２４ａに入射した光がカットオフラインを境に折り返されてカットオフライン以下の配光パターンに重畳される形となる。これにより、図３に示すように、合成配光パターンであるすれ違いビーム用配光パターンＰ１中のホットゾーンＨｚを照射するカットオフラインＣＬ１ＬＤを含む集光配光パターンＰ１ＬＤが形成される。
　レーザー光学系２５は、照射方向が鉛直上向きとなるように蛍光体２２の下方に配置された半導体レーザー光源２５ａ、蛍光体２２と半導体レーザー光源２５ａとの間に配置された集光レンズ２５ｂ等を備えている。
　蛍光体２２、半導体レーザー光源２５ａ及び集光レンズ２５ｂは、光軸ＡＸ１の下方かつ鉛直方向に配置され、かつ、鉛直方向に延びる筒形状の金属材料製（例えば、アルミニウム製）レーザーホルダー２５ｃに固定されることでユニット化されている。この配置により、集光ユニット２０の光軸ＡＸ１方向寸法が反射面２３の略後端までとなるため、集光ユニット２０の光軸ＡＸ１方向寸法を短くすることが可能となる。なお、レーザーホルダー２５ｃは、シェード２４と一体的に構成されている。
　また、蛍光体２２を半導体レーザー光源２５ａから離間して配置しているため、次の効果を奏する。
　蛍光体２２等の波長変換部材は、周囲温度が上昇すると効率が低下する傾向（温度消光）がある。また、半導体レーザー光源２５ａに供給される電力は光エネルギーを除きほとんどが熱エネルギーとなる。このため、蛍光体２２を半導体レーザー光源２５ａに近接させて配置すると、半導体レーザー光源２５ａから発生する熱エネルギーの影響を受けて蛍光体２２の効率が低下する。
　しかしながら、本実施形態では、蛍光体２２を半導体レーザー光源２５ａから離間して配置しているため、半導体レーザー光源２５ａから発生する熱エネルギーの影響を受けて蛍光体２２の効率が低下するのを防止又は低減することが可能となる。
　レーザーホルダー２５ｃは、鉛直上方（先端）に向かうにつれ錐体形状に狭まる錐体筒部２５ｃ１（例えば円錐形状に狭まる円錐型筒部）及びその下方に配置され、鉛直方向に延びる筒部２５ｃ２（例えば円筒型筒部）を含んでいる。
　蛍光体２２は、錐体筒部２５ｃ１の先端に形成された開口を覆うように当該先端に固定されている。半導体レーザー光源２５ａは、例えば、青色レーザー光（波長：４５０[ｎｍ]）を放射するレーザーダイオードであり、筒部２５ｃ２内の下端に固定されている。集光レンズ２５ｂは、蛍光体２２に投影される半導体レーザー光源２５ａの光源像の面積が１平方ミリメートル以下となるように位置調整されて筒部２５ｃ２内の上端に固定されている。
　上記構成の集光ユニット２０によれば、レーザー光源２５ａから放射されるレーザー光は、集光レンズ２５ｂの作用により集光されて蛍光体２２に照射される。すなわち、半導体レーザー光源２５ａの光源像が、蛍光体２２に投影される。本実施形態では、蛍光体２２に投影される半導体レーザー光源２５ａの光源像の面積は１平方ミリメートル以下、かつ、車幅方向（図２中、紙面に直交する方向）に延びる形状（例えば、楕円、円又は矩形の光源像）とされている。楕円又は円の光源像は、例えば、集光レンズ２５ｂの焦点位置を調整することで形成可能である。矩形の光源像は、例えば、矩形の開口が形成されたマスク部材で半導体レーザー光源２５ａの発光面を覆うことで形成可能である。
　レーザー光が照射された蛍光体２２は、これを透過するレーザー光学系２５からのレーザー光とレーザー光学系２５から入射するレーザー光で励起されて発光した蛍光体２２からの光との混色による白色光（擬似白色光）を放射する。蛍光体２２に投影される半導体レーザー光源２５ａの光源像の面積は１平方ミリメートル以下であるため、蛍光体２２を、ＬＥＤよりも高輝度かつ点光源に近い発光サイズの光源として機能させることが可能となる。例えば、半導体レーザー光源２５ａに供給される電流が１[Ａ]の場合、輝度２００[ｃｄ／ｍｍ２]となる。
　このように、蛍光体２２を、ＬＥＤよりも高輝度かつ点光源に近い発光サイズの光源として機能させることが可能となるため、反射面２３を小型化しても（すなわち、集光ユニット２０を小型化しても）当該蛍光体２２からの光（すなわち、ＬＥＤより高輝度かつ小サイズの光源像）をホットゾーンＨｚに収束させることが可能となる。これにより、集光ユニット２０の小型化、ひいてはこれを含む車両用前照灯１０の小型化が可能となる。
　ＬＥＤよりも高輝度かつ点光源に近い発光サイズの光源として機能する蛍光体２２から放射されて反射面２３に入射する光は、当該反射面２３で反射され、投影レンズ２１の後方側焦点Ｆ２１近傍で収束した後、投影レンズ２１を透過し前方に照射される。これにより、仮想鉛直スクリーン（例えば、車両前端部前方約２５ｍに配置されている）上に、合成配光パターンであるすれ違いビーム用配光パターンＰ１中のホットゾーンＨｚを照射する集光配光パターンＰ１ＬＤが形成される（図３参照）。集光配光パターンＰ１ＬＤは、シェード２４により規定されるカットオフラインＣＬ１ＬＤをその上端縁に含んでいる。なお、集光ユニット２０は、集光配光パターンＰ１ＬＤが合成配光パターンであるすれ違いビーム用配光パターンＰ１中のホットゾーンＨｚを照射するように公知のエイミング機構（図示せず）により光軸調整されている。
　次に、集光ユニット２０の変形例について説明する。
　一端面とその反対側の他端面とを含み、一端面から内部に導入された光を他端面まで導光し当該他端面から出射する光ファイバ等の導光部材（図示せず）を蛍光体２２と半導体レーザー光源２５ａとの間に配置してもよい。以下に説明する各集光ユニット５０～８０についても同様である。
　光ファイバ等の導光部材は、例えば、一端面を導光体レーザー光源２５ａに対向させ、他端面を蛍光体２２に対向させて配置する。
　本変形例の集光ユニット２０は以下のように機能する。
　すなわち、レーザー光源２５ａから放射されるレーザー光は、光ファイバ等の導光部材の一端面から内部に導入されて他端面まで導光され当該他端面から出射し、蛍光体２２を照射する。本実施形態では、蛍光体２２を照射する面積は１平方ミリメートル以下、かつ、車幅方向（図２中、紙面に直交する方向）に延びる形状（例えば、楕円、円又は矩形の形状）とされている。楕円、円又は矩形の形状は、例えば、楕円、円又は矩形の開口が形成されたマスク部材で他端面を覆うこと、又は、光ファイバ等の導光部材の他端面の形状を調整することで形成可能である。
　レーザー光が照射された蛍光体２２は、これを透過するレーザー光学系２５からのレーザー光とレーザー光学系２５から入射するレーザー光で励起されて発光した蛍光体２２からの光との混色による白色光（擬似白色光）を放射する。蛍光体２２を照射する面積は１平方ミリメートル以下であるため、蛍光体２２を、ＬＥＤよりも高輝度かつ点光源に近い発光サイズの光源として機能させることが可能となる。
　［拡散ユニット３０］
　図４は、拡散ユニット３０をその光軸ＡＸ２を含む鉛直面で切断した縦断面図である。
　拡散ユニット３０は、プロジェクタ型の灯具ユニットであり、図４に示すように、車両前後方向に延びる光軸ＡＸ２上に配置された投影レンズ３１、投影レンズ３１の後方側焦点Ｆ３１よりも車両後方側かつ光軸ＡＸ２上に配置されたＬＥＤ光源３２、ＬＥＤ光源３２からの光を光軸ＡＸ２寄りに集光するように反射する反射面３３、投影レンズ３１とＬＥＤ光源３２との間に配置されたシェード３４等を備えている。投影レンズ３１、反射面３３等が本発明の第２光学系に相当する。
　投影レンズ３１は、車両前方側表面が凸面で車両後方側表面が平面の平凸非球面レンズである。投影レンズ３１は、例えば、レンズホルダー（図示せず）に保持されて光軸ＡＸ２上に配置されている。
　ＬＥＤ光源３２は、例えば、青色ＬＥＤチップと黄色蛍光体（本実施形態ではＹＡＧ蛍光体）とを組み合わせた白色ＬＥＤ光源である。ＬＥＤ光源３２は、照射方向が上向き（図４中、斜め後方上向きを例示）となるようにヒートシンク３５に固定されている。本実施形態では、ＬＥＤ光源３２として、車幅方向（図４中、紙面に直交する方向）に配置された二つの青色ＬＥＤチップ（例えば、１ｍｍ角のチップ×２）を含むＬＥＤ光源を用いている。なお、ＬＥＤチップは二つに限られず、一つ又は三つ以上であってもよい。
　反射面３３は、ＬＥＤ光源３２から上方へ放射される光が入射するように、ＬＥＤ光源３２の上方を覆うように配置されている。反射面３３は、光軸ＡＸ２を含む断面形状が略楕円形状に設定されるとともに、その離心率が鉛直断面から水平断面にむけて徐々に大きくなるように設定されている。これにより、反射面３３で反射されたＬＥＤ光源３２からの光は、鉛直断面内においては後方側焦点Ｆ３１のやや前方に略収束し、水平断面においては鉛直断面に比べ更に前方の位置で略収束する。
　シェード３４は、投影レンズ３１の後方側焦点Ｆ３１からＬＥＤ光源３２側に延びるミラー面３４ａを含んでいる。ミラー面３４ａに入射し上向きに反射される光は投影レンズ３１で屈折して路面方向に向かう。すなわち、ミラー面３４ａに入射した光がカットオフラインを境に折り返されてカットオフライン以下の配光パターンに重畳される形となる。これにより、図３に示すように、合成配光パターンであるすれ違いビーム用配光パターンＰ１中のホットゾーンＨｚより拡散した拡散領域Ａを照射するカットオフラインＣＬ１ＬＥＤを含む拡散配光パターンＰ１ＬＥＤが形成される。
　上記構成の拡散ユニット３０によれば、ＬＥＤ光源３２から放射されて反射面３３に入射する光は、当該反射面３３で反射され、投影レンズ３１の後方側焦点Ｆ３１近傍で収束した後、投影レンズ３１を透過し前方に照射される。これにより、仮想鉛直スクリーン（例えば、車両前端部前方約２５ｍに配置されている）上に、合成配光パターンであるすれ違いビーム用配光パターンＰ１中の拡散領域Ａを照射する拡散配光パターンＰ１ＬＥＤが形成される（図３参照）。拡散配光パターンＰ１ＬＥＤは、シェード３４により規定されるカットオフラインＣＬ１ＬＥＤをその上端縁に含んでいる。なお、拡散ユニット３０は、拡散配光パターンＰ１ＬＥＤが合成配光パターンであるすれ違いビーム用配光パターンＰ１中の拡散領域Ａを照射するように公知のエイミング機構（図示せず）により光軸調整されている。
　［点灯回路］
　図５は、車両用前照灯１０を点灯するための回路例である。
　各ユニット２０、３０の接続の形態としては、並列接続と直列接続（図５参照）とが考えられる。
　しかしながら、各ユニット２０、３０を並列接続すると、個々の半導体レーザー光源２５ａ、個々のＬＥＤ光源３２の特性の差（例えば、順電圧のバラツキ）に起因して輝度ムラが発生するという問題がある。また、各ユニット２０、３０を並列接続すると、電流が分岐して各列に流れる電流が減少し個々のユニット２０、３０からの光束が減少するため、十分な光束を得るためには、ユニット２０、３０の個数を増やさなければならないという問題もある。
　上記問題は各列に流す電流を調整することで防止又は低減することが可能であるが、そのためには、並列数と同数の電流調節部を設けなければならないという問題がある。
　本実施形態では、以上の問題を考慮して、図５に示すように、各集光ユニット２０（図５中、二つの半導体レーザー光源２５ａを例示）及び各拡散ユニット３０（図５中、三つのＬＥＤ光源３２を例示）を、一つの点灯回路Ｃ（電流調節部を含む）に対して電気的に直列に接続している。これにより各集光ユニット２０（半導体レーザー光源２５ａ）及び各拡散ユニット３０（ＬＥＤ光源３２）に点灯回路Ｃから同一の電流が供給されることとなり、個々の半導体レーザー光源２５ａ、個々のＬＥＤ光源３２の特性の差に起因する輝度ムラを防止又は低減することが可能となる。また、点灯回路Ｃ（電流調節部を含む）も一つで済む。なお、図５に示す回路においては、例えば、点灯回路Ｃが供給する電流が１[Ａ]の場合、蛍光体２２の輝度が２００[ｃｄ／ｍｍ２]、ＬＥＤ光源３２の輝度が８０[ｃｄ／ｍｍ２]となる。
　［合成配光パターンＰ１］
　次に、上記構成の車両用前照灯１０により仮想鉛直スクリーン（例えば、車両前端部前方約２５ｍに配置されている）上に形成される合成配光パターンであるすれ違いビーム用配光パターンＰ１について説明する。
　図３は、集光ユニット２０により形成される集光配光パターンＰ１ＬＤと拡散ユニット３０により形成される拡散配光パターンＰ１ＬＥＤとを合成した合成配光パターンであるすれ違いビーム用配光パターンＰ１の例である。
　カットオフラインは、灯具正面方向の消点であるＨ－Ｖを通る鉛直線であるＶ－Ｖ線を境にして左右段違いで水平方向に延びており、Ｖ－Ｖ線よりも右側が、対向車線側カットオフラインＣＬＲとして水平方向に延びるようにして形成されるとともに、Ｖ－Ｖ線より左側が、自車線側カットオフラインＣＬＬとして対向車線側カットオフラインＣＬＲよりも段上がりで水平方向に延びるようにして形成されている。そして、この自車線側カットオフラインＣＬＬにおけるＶ－Ｖ線寄りの端部は、斜めカットオフラインＣＬＳとして形成されている。この斜めカットオフラインＣＬＳは、対向車線側カットオフラインＣＬＲとＶ－Ｖ線との交点から左斜め上方の傾斜角（例えば４５°程度）で延びている。
　すれ違いビーム用配光パターンＰ１においては、対向車線側カットオフラインＣＬＲとＶ－Ｖ線との交点であるエルボ点Ｅは、Ｈ－Ｈの０．５～０．６°程度下方に位置しており、このエルボ点Ｅをやや左寄りに囲むようにして高光度領域であるホットゾーンＨｚが形成されている。そして、その外側にホットゾーンＨｚより拡散した拡散領域Ａが形成されている。ホットゾーンＨｚにはＬＥＤよりも高輝度かつ点光源に近い発光サイズの光源として機能する蛍光体２２からの光が照射され、拡散領域ＡにはＬＥＤ光源３２からの光が照射される。これにより、ＬＥＤからの光でホットゾーンを照射する従来と比べ、ホットゾーンＨｚがより明るい遠方視認性に優れた車両用前照灯に最適のすれ違いビーム用配光パターンＰ１を形成することが可能となる。
　以上説明したように、集光ユニット２０と拡散ユニット３０とを組み合わせて構成される本実施形態の車両用前照灯１０によれば、以下の効果を奏する。
　すなわち、本実施形態の車両用前照灯１０によれば、ＬＥＤよりも高輝度のレーザー光源（蛍光体２２及び半導体レーザー光源２５ａ）からの光でホットゾーンＨｚを照射する構成であるため、ＬＥＤからの光でホットゾーンを照射する従来と比べ、ホットゾーンＨｚがより明るい遠方視認性に優れた車両用前照灯に最適の合成配光パターンであるすれ違いビーム用配光パターンＰ１を形成することが可能な車両用前照灯１０を構成することが可能となる。
　また、本実施形態の車両用前照灯１０によれば、ＬＥＤよりも高輝度のレーザー光源（蛍光体２２及び半導体レーザー光源２５ａ）からの光でホットゾーンＨｚを照射する構成であるため、ＬＥＤからの光でホットゾーンを照射する従来と比べ、より少ない数の集光ユニット２０でホットゾーンＨｚを十分明るく照射することが可能となる。このように、本実施形態の車両用前照灯１０によれば、集光ユニット２０の数を減らすことが可能となるため、その分、車両用前照灯１０の省スペース化を実現することが可能となる。
　また、本実施形態の車両用前照灯１０によれば、ＬＥＤよりも高輝度かつ点光源に近い発光サイズのレーザー光源（蛍光体２２及び半導体レーザー光源２５ａ）を用いているため、反射面２３を小型化しても（すなわち、集光ユニット２０を小型化しても）当該レーザー光源からの光（すなわち、ＬＥＤより高輝度かつ小サイズの光源像）をホットゾーンＨｚに収束させることが可能となる。
　すなわち、本実施形態の車両用前照灯１０によれば、ＬＥＤを用いた従来の前照灯より小型化が可能で、なおかつ、車両手前の明るさ感が抑えられホットゾーンＨｚがより明るい遠方視認性に優れた車両用前照灯に最適の合成配光パターンであるすれ違いビーム用配光パターンＰ１を形成することが可能な車両用前照灯１０を構成することが可能となる。このように、本実施形態の車両用前照灯１０によれば、車両用前照灯１０の小型化が可能となるため、その分、車両用前照灯１０の省スペース化を実現することが可能となる。
　また、本実施形態の車両用前照灯１０によれば、集光ユニット２０からの光のスペクトル（半導体レーザー光源２５ａ：４５０[ｎｍ]、蛍光体２２:約５００～７００[ｎｍ]）と拡散ユニット３０からの光のスペクトル（約４５０～７００[ｎｍ]）とが足し合わされる形（すなわち、４５０～５００[ｎｍ]が補完される形）となるため、半導体レーザー光源のみを用いて車両用前照灯を構成する場合と比べ、色再現性の高いすれ違いビーム用配光パターンＰ１を形成することが可能となる。なお、標識等を照らすオーバーヘッド配光は色再現性の高い拡散ユニット３０で形成するのが好ましい。
　また、本実施形態の車両用前照灯１０によれば、レーザー光源（蛍光体２２及び半導体レーザー光源２５ａ）及びＬＥＤ光源３２を一つのユニットに組み込むのではなく、レーザー光源（蛍光体２２及び半導体レーザー光源２５ａ）、ＬＥＤ光源３２ごとにユニット化してあるため、求められる配光パターンの明るさに応じて適宜その数を増減することが可能となる。
　また、本実施形態の車両用前照灯１０によれば、蛍光体２２を半導体レーザー光源２５ａから離間して配置しているため（図２参照）、半導体レーザー光源２５ａから発生する熱エネルギーの影響を受けて蛍光体２２の効率が低下するのを防止又は低減することが可能となる。
　また、本実施形態の車両用前照灯１０によれば、蛍光体２２に投影される半導体レーザー光源２５ａの光源像の面積は１平方ミリメートル以下であるため、蛍光体２２を、ＬＥＤよりも高輝度かつ点光源に近い発光サイズの光源として機能させることが可能となる。
　また、本実施形態の車両用前照灯１０によれば、蛍光体２２を、ＬＥＤよりも高輝度かつ点光源に近い発光サイズの光源として機能させることが可能となるため、反射面２３を小型化しても（すなわち、集光ユニット２０を小型化しても）当該蛍光体２２からの光（すなわち、ＬＥＤより高輝度かつ小サイズの光源像）をホットゾーンＨｚに収束させることが可能となる。すなわち、集光ユニット２０の小型化、ひいてはこれを含む車両用前照灯１０の小型化が可能となる。
　すなわち、本実施形態の車両用前照灯１０によれば、ＬＥＤを用いた従来の前照灯より小型化が可能で、なおかつ、車両手前の明るさ感が抑えられホットゾーンＨｚがより明るい遠方視認性に優れた車両用前照灯に最適の合成配光パターンであるすれ違いビーム用配光パターンＰ１を形成することが可能な車両用前照灯を構成することが可能となる。このように、本実施形態の車両用前照灯１０によれば、車両用前照灯１０（集光ユニット２０）の小型化が可能となるため、その分、車両用前照灯１０の省スペース化を実現することが可能となる。
　また、本実施形態の車両用前照灯１０によれば、集光ユニット２０（図５中、二つの半導体レーザー光源２５ａを例示）及び拡散ユニット３０（図５中、三つのＬＥＤ光源３２を例示）を、一つの点灯回路Ｃ（電流調節部を含む）に対して電気的に直列に接続しているため（図５参照）、各集光ユニット２０（半導体レーザー光源２５ａ）及び各拡散ユニット３０（ＬＥＤ光源３２）に点灯回路Ｃから同一の電流が供給されることとなり、個々の半導体レーザー光源２５ａ、個々のＬＥＤ光源３２の特性の差に起因する輝度ムラを防止又は低減することが可能となる。また、点灯回路Ｃ（電流調節部を含む）も一つで済む。
　また、本実施形態の車両用前照灯１０によれば、蛍光体２２、半導体レーザー光源２５ａ及び集光レンズ２５ｂが光軸ＡＸ１の下方かつ鉛直方向に配置されているため（図２参照）、集光ユニット２０の光軸ＡＸ１方向寸法を短くすることが可能となる。これによっても、車両用前照灯１０（集光ユニット２０）の小型化が可能となるため、その分、車両用前照灯１０の省スペース化を実現することが可能となる。
　次に、変形例について説明する。
　上記実施形態では、ホットゾーンＨｚを照射する集光配光パターンＰ１ＬＤを形成する集光ユニット２０と拡散領域Ａを照射する拡散配光パターンＰ１ＬＥＤを形成する拡散ユニット３０を用いて車両用前照灯１０を構成する例について説明したが、本発明はこれに限定されない。
　例えば、図６に示すように、ホットゾーンＨｚと拡散領域Ａとの間の中間領域Ｂを照射する配光パターンを形成する少なくとも一つの中拡散ユニットをさらに加えて車両用前照灯１０を構成してもよい。このようにすれば、明るさがホットゾーンＨｚから拡散領域Ａへグラデーション状に変化する視認時のフィーリングが良好なすれ違いビーム用配光パターンＰ１を形成することが可能となる。なお、中拡散ユニットは、集光ユニット２０と同様、半導体レーザー光源２５ａ及び蛍光体２２を用いた構成であってもよいし、あるいは、拡散ユニット３０と同様、ＬＥＤ光源３２を用いた構成であってもよい。
　また、上記実施形態では、集光ユニット２０により形成される集光配光パターンＰ１ＬＤと拡散ユニット３０により形成される拡散配光パターンＰ１ＬＥＤとを合成した合成配光パターンがすれ違いビーム用配光パターンＰ１である例について説明したが、本発明はこれに限定されない。
　例えば、各ユニット２０、３０のシェード２４、３４を省略し、反射面２３、３３の形状を調整することで、図７に示すように、集光ユニット２０により形成される集光配光パターンＰ２ＬＤと拡散ユニット３０により形成される拡散配光パターンＰ２ＬＥＤとを合成した合成配光パターンである走行ビーム用配光パターンＰ２を形成するようにしてもよい。
　また、上記実施形態では、半導体レーザー光源２５ａが青色レーザー光（波長：４５０[ｎｍ]）を放射するレーザーダイオードであり、蛍光体２２が、レーザー光学系２５からのレーザー光を受けて半導体レーザー光源２５ａより長波長の光を発生する波長変換部材（ＹＡＧ蛍光体）であるように説明したが本発明はこれに限定されない。例えば、半導体レーザー光源２５ａとしては青色光以外の波長の光（例えば紫外光）を発光するレーザー光源を用いることが可能であり、蛍光体２２としては黄色以外の波長の光を発光する蛍光体を用いることが可能である。
　また、上記実施形態では、拡散ユニット３０がＬＥＤ光源３２を用いたプロジェクタ型の灯具ユニットの例について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、拡散ユニット３０は、ＬＥＤ光源を用いたいわゆるパラボラ型の灯具ユニットであってもよいし、あるいは、ＬＥＤ光源を用いたいわゆるダイレクトプロジェクション型の灯具ユニットであってもよい。
　［第２実施形態］
　次に、集光ユニット２０の第２実施形態である集光ユニット４０について説明する。
　図８は、集光ユニット４０をその光軸ＡＸ１を含む鉛直面で切断した縦断面図である。
　集光ユニット４０は、プロジェクタ型の灯具ユニットであり、図８に示すように、車両前後方向に延びる光軸ＡＸ１上に配置された投影レンズ４１、投影レンズ４１の後方側焦点Ｆ４１よりも車両後方側かつ光軸ＡＸ１上に配置された蛍光体４２、蛍光体４２からの光を光軸ＡＸ１寄りに集光するように反射する反射面４３、投影レンズ４１と蛍光体４２との間に配置されたシェード４４、蛍光体４２にレーザー光を照射するレーザー光学系４５等を備えている。投影レンズ４１、反射面４３等が本発明の第１光学系に相当する。
　投影レンズ４１は、車両前方側表面が凸面で車両後方側表面が平面の平凸非球面レンズである。投影レンズ４１は、例えば、レンズホルダー４１ａに保持されて光軸ＡＸ１上に配置されている。本実施形態では、見栄えの観点から、投影レンズ４１は、拡散ユニット３０の投影レンズ３１と同一直径とされている。なお、光学的観点からは、投影レンズ４１と投影レンズ３１とは異なる直径であってもよい。
　蛍光体４２は、レーザー光学系４５からのレーザー光を受けて半導体レーザー光源４５ａより長波長の光を発生する波長変換部材（本実施形態ではＹＡＧ蛍光体）である。蛍光体４２は、アルミ蒸着等の鏡面処理が施された金属部材４６上面に取り付けられて投影レンズ４１の後方側焦点Ｆ４１よりも車両後方側かつ光軸ＡＸ１上に配置されている。
　蛍光体４２は、その表面（及び／又は内部）で散乱したレーザー光学系４５からのレーザー光（散乱光）とレーザー光学系４５から入射するレーザー光で励起されて発光した蛍光体４２からの光との混色による白色光（擬似白色光）を放射する。
　蛍光体４２から等方的に放射される光のうち鉛直下方に向かう光は金属部材４６上面で反射されて上向きに向かう。すなわち、鉛直下方に向かう光の再利用が可能となるため、光利用効率がさらに向上する。また、金属部材４６は放熱フィン４６ａを備えているため、蛍光体４２で発生する熱を効率よく放熱することが可能となる。これにより、蛍光体４２の温度上昇に起因する発光輝度の低下を抑制することが可能となる。これにより、集光ユニット４０の輝度が向上する。
　本実施形態では、蛍光体４２として、集光レンズ４５ｂにより投影される半導体レーザー光源４５ａの光源像（面積が１平方ミリメートル以下）と略同じサイズ（例えば、半導体レーザー光源４５ａの光源像より若干大きいサイズ）、かつ、車幅方向（図８中、紙面に直交する方向）に延びる形状の蛍光体を用いている。
　なお、集光レンズ４５ｂにより投影される半導体レーザー光源４５ａの光源像（面積が１平方ミリメートル以下）と略同じサイズの蛍光体を用いている理由については、第１実施形態でした理由と同様であるため、ここでは説明を省略する。
　反射面４３は、蛍光体４２から上方へ放射される光（及び金属部材４６上面から上方へ反射される反射光）が入射するように、蛍光体４２の上方を覆うように配置されている。反射面４３は、光軸ＡＸ１を含む断面形状が略楕円形状に設定されるとともに、その離心率が鉛直断面から水平断面にむけて徐々に大きくなるように設定されている。これにより、反射面４３で反射された蛍光体４２からの光は、鉛直断面内においては後方側焦点Ｆ４１のやや前方に略収束し、水平断面においては鉛直断面に比べ更に前方の位置で略収束する。
　シェード４４は、投影レンズ４１の後方側焦点Ｆ４１から蛍光体４２側に延びるミラー面４４ａを含んでいる。ミラー面４４ａに入射し上向きに反射される光は投影レンズ４１で屈折して路面方向に向かう。すなわち、ミラー面４４ａに入射した光がカットオフラインを境に折り返されてカットオフライン以下の配光パターンに重畳される形となる。これにより、図３に示すように、合成配光パターンであるすれ違いビーム用配光パターンＰ１中のホットゾーンＨｚを照射するカットオフラインＣＬ１ＬＤを含む集光配光パターンＰ１ＬＤが形成される。
　レーザー光学系４５は、照射方向が鉛直上向きとなるように、投影レンズ４１と投影レンズ４１の後方側焦点Ｆ４１との間かつ光軸ＡＸ１よりも下方に配置された半導体レーザー光源４５ａ、その鉛直上方に配置された集光レンズ４５ｂ、平面鏡４５ｃ等を備えている。半導体レーザー光源４５ａ及び集光レンズ４５ｂは、金属部材４６に固定されたレーザーホルダー４５ｄに固定されることでユニット化されている。
　レーザーホルダー４５ｄは、鉛直方向に延びる筒部（例えば円筒型筒部）である。半導体レーザー光源４５ａは、例えば、青色レーザー光（波長：４５０[ｎｍ]）を照射するレーザーダイオードであり、レーザーホルダー４５ｄ内の下端に固定されている。集光レンズ４５ｂは、蛍光体４２に投影される半導体レーザー光源４５ａの光源像の面積が１平方ミリメートル以下となるように位置調整されてレーザーホルダー４５ｄ内の上端に固定されている。
　平面鏡４５ｃは、集光レンズ４５ｂにより集光された半導体レーザー光源４５ａからのレーザー光が入射するように、半導体レーザー光源４５ａの鉛直略上方かつ反射面４３からの反射光を遮らない位置に配置されている。平面鏡４５ｃは、例えば、投影レンズ４１を保持するレンズホルダー４１ａに一体的に形成されている。
　蛍光体４２の光変換効率を向上させるため、平面鏡４５ｃからの反射光（の主光線）の蛍光体４２に対する入射角は、３０～６０度の間の角度（例えば、４５度）であることが望ましい。この入射角は、例えば、半導体レーザー光源４５ａ、集光レンズ４５ｂ、平面鏡４５ｃ、蛍光体４２等の相対的な位置関係を調整することで上記角度範囲に調整することが可能である。
　上記のように、レーザー光学系４５を構成する半導体レーザー光源４５ａ、集光レンズ４５ｂ及び平面鏡４５ｃは、投影レンズ４１と投影レンズ４１の後方側焦点Ｆ４１との間、かつ鉛直方向に配置されている（図８参照）。この配置により、集光ユニット４０の光軸ＡＸ１方向寸法が反射面４３の後端までとなるため、集光ユニット４０の光軸ＡＸ１方向寸法を短くすることが可能となる。
　また、蛍光体４２を半導体レーザー光源４５ａから離間して配置しているため、第１実施形態と同様、半導体レーザー光源４５ａから発生する熱エネルギーの影響を受けて蛍光体４２の効率が低下するのを防止又は低減することが可能となる。
　上記構成の集光ユニット４０によれば、レーザー光源４５ａから放射されるレーザー光は、集光レンズ４５ｂの作用により集光され平面鏡４５ｃで反射されて蛍光体４２に照射される。すなわち、半導体レーザー光源４５ａの光源像が、蛍光体４２に投影される。
　本実施形態では、蛍光体４２に投影される半導体レーザー光源４５ａの光源像の面積は１平方ミリメートル以下、かつ、車幅方向（図８中、紙面に直交する方向）に延びる形状（例えば、楕円、円又は矩形の光源像）とされている。楕円又は円の光源像は、例えば、集光レンズ４５ｂの焦点位置を調整することで形成可能である。矩形の光源像は、例えば、矩形の開口が形成されたマスク部材で半導体レーザー光源４５ａの発光面を覆うことで形成可能である。
　レーザー光が照射された蛍光体４２は、その表面（及び／又は内部）で散乱したレーザー光学系４５からのレーザー光（散乱光）とレーザー光学系４５から入射するレーザー光で励起されて発光した蛍光体４２からの光との混色による白色光（擬似白色光）を放射する。蛍光体４２に投影される半導体レーザー光源４５ａの光源像の面積は１平方ミリメートル以下であるため、蛍光体４２を、ＬＥＤよりも高輝度かつ点光源に近い発光サイズの光源として機能させることが可能となる。例えば、半導体レーザー光源４５ａに供給される電流が１[Ａ]の場合、輝度２５０[ｃｄ／ｍｍ２]となる。
　このように、蛍光体４２を、ＬＥＤよりも高輝度かつ点光源に近い発光サイズの光源として機能させることが可能となるため、反射面４３を小型化しても（すなわち、集光ユニット４０を小型化しても）当該蛍光体４２からの光（すなわち、ＬＥＤより高輝度かつ小サイズの光源像）をホットゾーンＨｚに収束させることが可能となる。これにより、集光ユニット４０の小型化、ひいてはこれを含む車両用前照灯１０の小型化が可能となる。
　ＬＥＤよりも高輝度かつ点光源に近い発光サイズの光源として機能する蛍光体４２から放射されて反射面４３に入射する光は、当該反射面４３で反射され、投影レンズ４１の後方側焦点Ｆ４１近傍で収束した後、投影レンズ４１を透過し前方に照射される。これにより、仮想鉛直スクリーン（例えば、車両前端部前方約２５ｍに配置されている）上に、合成配光パターンであるすれ違いビーム用配光パターンＰ１中のホットゾーンＨｚを照射する集光配光パターンＰ１ＬＤが形成される（図３参照）。集光配光パターンＰ１ＬＤは、シェード４４により規定されるカットオフラインＣＬ１ＬＤをその上端縁に含んでいる。なお、集光ユニット４０は、集光配光パターンＰ１ＬＤが合成配光パターンであるすれ違いビーム用配光パターンＰ１中のホットゾーンＨｚを照射するように公知のエイミング機構（図示せず）により光軸調整されている。
　本実施形態の集光ユニット４０と第１実施形態の拡散ユニット３０とを組み合わせて構成される車両用前照灯によっても、第１実施形態の車両用前照灯１０と同様の効果を奏することが可能となる。
　［第３実施形態］
　次に、集光ユニット２０の第３実施形態である集光ユニット５０について説明する。
　図９は、集光ユニット５０をその光軸ＡＸ１を含む鉛直面で切断した縦断面図である。
　本実施形態の集光ユニット５０は、いわゆるダイレクトプロジェクション型の灯具ユニットであり、図９に示すように、車両前後方向に延びる光軸ＡＸ１上に配置された投影レンズ５１、投影レンズ５１の後方側焦点Ｆ５１近傍に配置された蛍光体５２、蛍光体５２にレーザー光を照射するレーザー光学系５３等を備えている。投影レンズ５１等が本発明の第１光学系に相当する。
　投影レンズ５１は、車両前方側表面が凸面で車両後方側表面が平面の平凸非球面レンズである。投影レンズ５１は、例えば、レンズホルダー（図示せず）に保持されて光軸ＡＸ１上に配置されている。本実施形態では、見栄えの観点から、投影レンズ５１は、拡散ユニット３０の投影レンズ３１と同一直径とされている。なお、光学的観点からは、投影レンズ５１と投影レンズ３１とは異なる直径であってもよい。
　蛍光体５２は、レーザー光学系５３からのレーザー光を受けて半導体レーザー光源５３ａより長波長の光を発生する波長変換部材（本実施形態ではＹＡＧ蛍光体）である。蛍光体５２は、レーザーホルダー５３ｃに保持されて投影レンズ５１の後方側焦点Ｆ５１近傍に配置されている。
　蛍光体５２は、これを透過するレーザー光学系５３からのレーザー光とレーザー光学系５３から入射するレーザー光で励起されて発光した蛍光体５２からの光との混色による白色光（擬似白色光）を放射する。
　蛍光体５２の下部は、カットオフラインに対応する上端縁を備えた遮光部材（図示せず）で覆われている。この遮光部材の上端縁は、投影レンズ５１の後方側焦点Ｆ５１近傍に位置している。
　本実施形態では、蛍光体５２として、集光レンズ５３ｂにより投影される半導体レーザー光源５３ａの光源像（面積が１平方ミリメートル以下）と略同じサイズ（例えば、半導体レーザー光源５３ａの光源像より若干大きいサイズ）、かつ、車幅方向（図９中、紙面に直交する方向）に延びる形状の蛍光体を用いている。
　なお、集光レンズ５３ｂにより投影される半導体レーザー光源５３ａの光源像（面積が１平方ミリメートル以下）と略同じサイズの蛍光体を用いている理由については、第１実施形態でした理由と同様であるため、ここでは説明を省略する。
　レーザー光学系５３は、蛍光体５２よりも車両後方側かつ光軸ＡＸ１上に配置された半導体レーザー光源５３ａ、蛍光体５２と半導体レーザー光源５３ａとの間に配置された集光レンズ５３ｂ等を備えている。
　蛍光体５２、半導体レーザー光源５３ａ及び集光レンズ５３ｂは、レーザーホルダー５３ｃに固定されることでユニット化されている。
　蛍光体５２を半導体レーザー光源５３ａから離間して配置しているため、第１実施形態と同様、半導体レーザー光源５３ａから発生する熱エネルギーの影響を受けて蛍光体５２の効率が低下するのを防止又は低減することが可能となる。
　レーザーホルダー５３ｃは、車両前方（先端）に向かうにつれ錐体形状に狭まる錐体筒部５３ｃ１（例えば円錐形状に狭まる円錐型筒部）及びその車両後方側に配置され、水平方向に延びる筒部５３ｃ２（例えば円筒型筒部）を含んでいる。
　蛍光体５２は、錐体筒部５３ｃ１の先端に形成された開口を覆うように当該先端に固定されている。半導体レーザー光源５３ａは、例えば、青色レーザー光（波長：４５０[ｎｍ]）を放射するレーザーダイオードであり、筒部５３ｃ２内の基端（車両後方側）に固定されている。集光レンズ５３ｂは、蛍光体５２に投影される半導体レーザー光源５３ａの光源像の面積が１平方ミリメートル以下となるように位置調整されて筒部５３ｃ２内の先端（車両前方側）に固定されている。
　上記構成の集光ユニット５０によれば、レーザー光源５３ａから放射されるレーザー光は、集光レンズ５３ｂの作用により集光されて蛍光体５２に照射される。すなわち、半導体レーザー光源５３ａの光源像が、蛍光体５２に投影される。本実施形態では、蛍光体５２に投影される半導体レーザー光源５３ａの光源像の面積は１平方ミリメートル以下、かつ、車幅方向（図９中、紙面に直交する方向）に延びる形状（例えば、楕円、円又は矩形の光源像）とされている。楕円又は円の光源像は、例えば、集光レンズ５３ｂの焦点位置を調整することで形成可能である。矩形の光源像は、例えば、矩形の開口が形成されたマスク部材で半導体レーザー光源５３ａの発光面を覆うことで形成可能である。
　レーザー光が照射された蛍光体５２は、これを透過するレーザー光学系５３からのレーザー光とレーザー光学系５３から入射するレーザー光で励起されて発光した蛍光体５２からの光との混色による白色光（擬似白色光）を放射する。蛍光体５２に投影される半導体レーザー光源５３ａの光源像の面積は１平方ミリメートル以下であるため、蛍光体５２を、ＬＥＤよりも高輝度かつ点光源に近い発光サイズの光源として機能させることが可能となる。例えば、半導体レーザー光源５３ａに供給される電流が１[Ａ]の場合、輝度２００[ｃｄ／ｍｍ２]となる。
　このように、蛍光体５２を、ＬＥＤよりも高輝度かつ点光源に近い発光サイズの光源として機能させることが可能となるため、集光ユニット５０の小型化、ひいてはこれを含む車両用前照灯１０の小型化が可能となる。
　ＬＥＤよりも高輝度かつ点光源に近い発光サイズの光源として機能する蛍光体５２から放射される光は、投影レンズ５１を透過し前方に照射される。これにより、仮想鉛直スクリーン（例えば、車両前端部前方約２５ｍに配置されている）上に、合成配光パターンであるすれ違いビーム用配光パターンＰ１中のホットゾーンＨｚを照射する集光配光パターンＰ１ＬＤが形成される（図３参照）。集光配光パターンＰ１ＬＤは、遮光部材（図示せず）により規定されるカットオフラインＣＬ１ＬＤをその上端縁に含んでいる。なお、集光ユニット５０は、集光配光パターンＰ１ＬＤが合成配光パターンであるすれ違いビーム用配光パターンＰ１中のホットゾーンＨｚを照射するように公知のエイミング機構（図示せず）により光軸調整されている。
　本実施形態の集光ユニット５０と第１実施形態の拡散ユニット３０とを組み合わせて構成される車両用前照灯によっても、第１実施形態の車両用前照灯１０と同様の効果を奏することが可能となる。
　［第４実施形態］
　次に、集光ユニット２０の第４実施形態である集光ユニット６０について説明する。
　図１０は、集光ユニット６０をその光軸ＡＸ１を含む鉛直面で切断した縦断面図である。
　本実施形態の集光ユニット６０は、いわゆるパラボラ型の灯具ユニットであり、図１０に示すように、放物面系の反射面６１、反射面６１の焦点Ｆ６１近傍に配置された蛍光体６２、蛍光体６２にレーザー光を照射するレーザー光学系６３等を備えている。反射面６１等が本発明の第１光学系に相当する。
　反射面６１は、車両前後方向に延びる光軸ＡＸ１（回転軸）を持つ放物面系の反射面であり、蛍光体６２から入射する光を反射し、カットオフラインＣＬ１ＬＤを含む集光配光パターンＰ１ＬＤを形成するように構成されている。
　蛍光体６２は、レーザー光学系６３からのレーザー光を受けて半導体レーザー光源６３ａより長波長の光を発生する波長変換部材（本実施形態ではＹＡＧ蛍光体）である。蛍光体６２は、レーザーホルダー６３ｃに保持されて反射面６１の焦点Ｆ６１近傍に配置されている。
　蛍光体６２は、これを透過するレーザー光学系６３からのレーザー光とレーザー光学系６３から入射するレーザー光で励起されて発光した蛍光体６２からの光との混色による白色光（擬似白色光）を放射する。
　本実施形態では、蛍光体６２として、集光レンズ６３ｂにより投影される半導体レーザー光源６３ａの光源像（面積が１平方ミリメートル以下）と略同じサイズ（例えば、半導体レーザー光源６３ａの光源像より若干大きいサイズ）、かつ、車幅方向（図１０中、紙面に直交する方向）に延びる形状の蛍光体を用いている。
　なお、集光レンズ６３ｂにより投影される半導体レーザー光源６３ａの光源像（面積が１平方ミリメートル以下）と略同じサイズの蛍光体を用いている理由については、第１実施形態でした理由と同様であるため、ここでは説明を省略する。
　レーザー光学系６３は、照射方向が鉛直下向きとなるように蛍光体６２の上方に配置された半導体レーザー光源６３ａ、蛍光体６２と半導体レーザー光源６３ａとの間に配置された集光レンズ６３ｂ等を備えている。
　蛍光体６２、半導体レーザー光源６３ａ及び集光レンズ６３ｂは、光軸ＡＸ１の上方かつ鉛直方向に配置され、かつ、鉛直方向に延びる筒形状のレーザーホルダー６３ｃに固定されることでユニット化されている。この配置により、集光ユニット６０の光軸ＡＸ１方向寸法が反射面６１の後端までとなるため、集光ユニット６０の光軸ＡＸ１方向寸法を短くすることが可能となる。
　また、蛍光体６２を半導体レーザー光源６３ａから離間して配置しているため、第１実施形態と同様、半導体レーザー光源６３ａから発生する熱エネルギーの影響を受けて蛍光体６２の効率が低下するのを防止又は低減することが可能となる。
　レーザーホルダー６３ｃは、鉛直下方（先端）に向かうにつれ錐体形状に狭まる錐体筒部６３ｃ１（例えば円錐形状に狭まる円錐型筒部）及びその上方に配置され、鉛直方向に延びる筒部６３ｃ２（例えば円筒型筒部）を含んでいる。
　蛍光体６２は、錐体筒部６３ｃ１の先端に形成された開口を覆うように当該先端に固定されている。半導体レーザー光源６３ａは、例えば、青色レーザー光（波長：４５０[ｎｍ]）を放射するレーザーダイオードであり、筒部６３ｃ２内の上端に固定されている。集光レンズ６３ｂは、蛍光体６２に投影される半導体レーザー光源６３ａの光源像の面積が１平方ミリメートル以下となるように位置調整されて筒部６３ｃ２内の下端に固定されている。
　上記構成の集光ユニット６０によれば、レーザー光源６３ａから放射されるレーザー光は、集光レンズ６３ｂの作用により集光されて蛍光体６２に照射される。すなわち、半導体レーザー光源６３ａの光源像が、蛍光体６２に投影される。本実施形態では、蛍光体６２に投影される半導体レーザー光源６３ａの光源像の面積は１平方ミリメートル以下、かつ、車幅方向（図１０中、紙面に直交する方向）に延びる形状（例えば、楕円、円又は矩形の光源像）とされている。楕円又は円の光源像は、例えば、集光レンズ６３ｂの焦点位置を調整することで形成可能である。矩形の光源像は、例えば、矩形の開口が形成されたマスク部材で半導体レーザー光源６３ａの発光面を覆うことで形成可能である。
　レーザー光が照射された蛍光体６２は、これを透過するレーザー光学系６３からのレーザー光とレーザー光学系６３から入射するレーザー光で励起されて発光した蛍光体６２からの光との混色による白色光（擬似白色光）を放射する。蛍光体６２に投影される半導体レーザー光源６３ａの光源像の面積は１平方ミリメートル以下であるため、蛍光体６２を、ＬＥＤよりも高輝度かつ点光源に近い発光サイズの光源として機能させることが可能となる。例えば、半導体レーザー光源６３ａに供給される電流が１[Ａ]の場合、輝度２００[ｃｄ／ｍｍ２]となる。
　このように、蛍光体６２を、ＬＥＤよりも高輝度かつ点光源に近い発光サイズの光源として機能させることが可能となるため、反射面６１を小型化しても（すなわち、集光ユニット６０を小型化しても）当該蛍光体６２からの光（すなわち、ＬＥＤより高輝度かつ小サイズの光源像）をホットゾーンＨｚに収束させることが可能となる。これにより、集光ユニット６０の小型化、ひいてはこれを含む車両用前照灯１０の小型化が可能となる。
　ＬＥＤよりも高輝度かつ点光源に近い発光サイズの光源として機能する蛍光体６２から放射されて反射面６１に入射する光は、当該反射面６１で反射され前方に照射される。これにより、仮想鉛直スクリーン（例えば、車両前端部前方約２５ｍに配置されている）上に、合成配光パターンであるすれ違いビーム用配光パターンＰ１中のホットゾーンＨｚを照射する集光配光パターンＰ１ＬＤが形成される（図３参照）。集光配光パターンＰ１ＬＤは、カットオフラインＣＬ１ＬＤをその上端縁に含んでいる。なお、集光ユニット６０は、集光配光パターンＰ１ＬＤが合成配光パターンであるすれ違いビーム用配光パターンＰ１中のホットゾーンＨｚを照射するように公知のエイミング機構（図示せず）により光軸調整されている。
　本実施形態の集光ユニット６０と第１実施形態の拡散ユニット３０とを組み合わせて構成される車両用前照灯によっても、第１実施形態の車両用前照灯１０と同様の効果を奏することが可能となる。
　［第５実施形態］
　次に、集光ユニット２０の第５実施形態である集光ユニット７０について説明する。
　図１１は、集光ユニット７０をその光軸ＡＸ１を含む鉛直面で切断した縦断面図である。
　本実施形態の集光ユニット７０は、いわゆるダイレクトプロジェクション型の灯具ユニットであり、図１１に示すように、車両前後方向に延びる光軸ＡＸ１上に配置された投影レンズ７１、投影レンズ７１の後方側焦点Ｆ７１近傍に配置された蛍光体７２、蛍光体７２にレーザー光を照射するレーザー光学系７３等を備えている。投影レンズ７１等が本発明の第１光学系に相当する。
　投影レンズ７１は、車両前方側表面が凸面で車両後方側表面が平面の平凸非球面レンズである。投影レンズ７１は、例えば、レンズホルダー（図示せず）に保持されて光軸ＡＸ１上に配置されている。本実施形態では、見栄えの観点から、投影レンズ７１は、拡散ユニット３０の投影レンズ３１と同一直径とされている。なお、光学的観点からは、投影レンズ７１と投影レンズ３１とは異なる直径であってもよい。
　蛍光体７２は、レーザー光学系７３からのレーザー光を受けて半導体レーザー光源７３ａより長波長の光を発生する波長変換部材（本実施形態ではＹＡＧ蛍光体）である。蛍光体７２は、アルミ蒸着等の鏡面処理が施された金属部材７４に取り付けられて投影レンズ７１の後方側焦点Ｆ７１近傍に配置されている。
　蛍光体７２は、その表面（及び／又は内部）で散乱したレーザー光学系７３からのレーザー光（散乱光）とレーザー光学系７３から入射するレーザー光で励起されて発光した蛍光体７２からの光との混色による白色光（擬似白色光）を放射する。
　蛍光体７２から等方的に放射される光のうち金属部材７４側に向かう光は金属部材７４で反射されて投影レンズ７１に向かう。すなわち、金属部材７４側に向かう光の再利用が可能となるため、光利用効率がさらに向上する。
　蛍光体７２の下部は、カットオフラインに対応する上端縁を備えた遮光部材７５で覆われている。この遮光部材７５の上端縁は、投影レンズ７１の後方側焦点Ｆ７１近傍に位置している。
　本実施形態では、蛍光体７２として、集光レンズ７３ｂにより投影される半導体レーザー光源７３ａの光源像（面積が１平方ミリメートル以下）と略同じサイズ（例えば、半導体レーザー光源７３ａの光源像より若干大きいサイズ）、かつ、車幅方向（図１１中、紙面に直交する方向）に延びる形状の蛍光体を用いている。
　なお、集光レンズ７３ｂにより投影される半導体レーザー光源７３ａの光源像（面積が１平方ミリメートル以下）と略同じサイズの蛍光体を用いている理由については、第１実施形態でした理由と同様であるため、ここでは説明を省略する。
　レーザー光学系７３は、投影レンズ７１とその後方側焦点Ｆ７１との間かつ光軸ＡＸ１より上方に配置された半導体レーザー光源７３ａ、蛍光体７２と半導体レーザー光源７３ａとの間に配置された集光レンズ７３ｂ等を備えている。この配置により、光軸方向寸法が短い小型の集光ユニット７０を構成することが可能となる。半導体レーザー光源７３ａ及び集光レンズ７３ｂは、レーザーホルダーに固定されることでユニット化されていてもよい。
　蛍光体７２を半導体レーザー光源７３ａから離間して配置しているため、第１実施形態と同様、半導体レーザー光源７３ａから発生する熱エネルギーの影響を受けて蛍光体７２の効率が低下するのを防止又は低減することが可能となる。
　半導体レーザー光源７３ａは、例えば、青色レーザー光（波長：４５０[ｎｍ]）を放射するレーザーダイオードである。集光レンズ７３ｂは、蛍光体７２に投影される半導体レーザー光源７３ａの光源像の面積が１平方ミリメートル以下となるように位置調整されて蛍光体７２と半導体レーザー光源７３ａとの間に配置されている。
　上記構成の集光ユニット７０によれば、レーザー光源７３ａから放射されるレーザー光は、集光レンズ７３ｂの作用により集光されて蛍光体７２に照射される。すなわち、半導体レーザー光源７３ａの光源像が、蛍光体７２に投影される。
　蛍光体７２の光変換効率を向上させるため、レーザー光学系７３からの光（の主光線）の蛍光体７２に対する入射角は、３０～６０度の間の角度（例えば、４５度）であることが望ましい。この入射角は、例えば、半導体レーザー光源７３ａ、集光レンズ７３ｂ、蛍光体７２等の相対的な位置関係を調整することで上記角度範囲に調整することが可能である。
　本実施形態では、蛍光体７２に投影される半導体レーザー光源７３ａの光源像の面積は１平方ミリメートル以下、かつ、車幅方向（図１１中、紙面に直交する方向）に延びる形状（例えば、楕円、円又は矩形の光源像）とされている。楕円又は円の光源像は、例えば、集光レンズ７３ｂの焦点位置を調整することで形成可能である。矩形の光源像は、例えば、矩形の開口が形成されたマスク部材で半導体レーザー光源７３ａの発光面を覆うことで形成可能である。
　レーザー光が照射された蛍光体７２は、その表面（及び／又は内部）で散乱したレーザー光学系７３からのレーザー光（散乱光）とレーザー光学系７３から入射するレーザー光で励起されて発光した蛍光体７２からの光との混色による白色光（擬似白色光）を放射する。蛍光体７２に投影される半導体レーザー光源７３ａの光源像の面積は１平方ミリメートル以下であるため、蛍光体７２を、ＬＥＤよりも高輝度かつ点光源に近い発光サイズの光源として機能させることが可能となる。例えば、半導体レーザー光源７３ａに供給される電流が１[Ａ]の場合、輝度２５０[ｃｄ／ｍｍ２]となる。
　このように、蛍光体７２を、ＬＥＤよりも高輝度かつ点光源に近い発光サイズの光源として機能させることが可能となるため、集光ユニット７０の小型化、ひいてはこれを含む車両用前照灯１０の小型化が可能となる。
　ＬＥＤよりも高輝度かつ点光源に近い発光サイズの光源として機能する蛍光体７２から放射される光は、投影レンズ７１を透過し前方に照射される。これにより、仮想鉛直スクリーン（例えば、車両前端部前方約２５ｍに配置されている）上に、合成配光パターンであるすれ違いビーム用配光パターンＰ１中のホットゾーンＨｚを照射する集光配光パターンＰ１ＬＤが形成される（図３参照）。集光配光パターンＰ１ＬＤは、遮光部材７５により規定されるカットオフラインＣＬ１ＬＤをその上端縁に含んでいる。なお、集光ユニット７０は、集光配光パターンＰ１ＬＤが合成配光パターンであるすれ違いビーム用配光パターンＰ１中のホットゾーンＨｚを照射するように公知のエイミング機構（図示せず）により光軸調整されている。
　本実施形態の集光ユニット７０と第１実施形態の拡散ユニット３０とを組み合わせて構成される車両用前照灯によっても、第１実施形態の車両用前照灯１０と同様の効果を奏することが可能となる。
　［第６実施形態］
　次に、集光ユニット２０の第６実施形態である集光ユニット８０について説明する。
　図１２は、集光ユニット８０をその光軸ＡＸ１を含む鉛直面で切断した縦断面図である。
　本実施形態の集光ユニット８０は、いわゆるパラボラ型の灯具ユニットであり、図１２に示すように、放物面系の反射面８１、反射面８１の焦点Ｆ８１近傍に配置された蛍光体８２、蛍光体８２にレーザー光を照射するレーザー光学系８３等を備えている。反射面８１等が本発明の第１光学系に相当する。
　反射面８１は、車両前後方向に延びる光軸ＡＸ１（回転軸）を持つ放物面系の反射面であり、蛍光体８２から入射する光を反射し、カットオフラインＣＬ１ＬＤを含む集光配光パターンＰ１ＬＤを形成するように構成されている。
　蛍光体８２は、レーザー光学系８３からのレーザー光を受けて半導体レーザー光源８３ａより長波長の光を発生する波長変換部材（本実施形態ではＹＡＧ蛍光体）である。蛍光体８２は、アルミ蒸着等の鏡面処理が施された金属部材８４に取り付けられて投影レンズ７１の後方側焦点Ｆ７１近傍に配置されている。なお、蛍光体８２は、車両前方側が下方に位置するように傾斜して配置されている。
　蛍光体８２は、その表面（及び／又は内部）で散乱したレーザー光学系８３からのレーザー光（散乱光）とレーザー光学系８３から入射するレーザー光で励起されて発光した蛍光体８２からの光との混色による白色光（擬似白色光）を放射する。
　蛍光体８２から等方的に放射される光のうち金属部材８４側に向かう光は金属部材８４で反射されて反射面８１に向かう。すなわち、金属部材８４側に向かう光の再利用が可能となるため、光利用効率がさらに向上する。
　本実施形態では、蛍光体８２として、集光レンズ８３ｂにより投影される半導体レーザー光源８３ａの光源像（面積が１平方ミリメートル以下）と略同じサイズ（例えば、半導体レーザー光源８３ａの光源像より若干大きいサイズ）、かつ、車幅方向（図１２中、紙面に直交する方向）に延びる形状の蛍光体を用いている。
　なお、集光レンズ８３ｂにより投影される半導体レーザー光源８３ａの光源像（面積が１平方ミリメートル以下）と略同じサイズの蛍光体を用いている理由については、第１実施形態でした理由と同様であるため、ここでは説明を省略する。
　レーザー光学系８３は、蛍光体８２よりも車両後方側かつ光軸ＡＸ１上に配置された半導体レーザー光源８３ａ、蛍光体８２と半導体レーザー光源８３ａとの間に配置された集光レンズ８３ｂ等を備えている。半導体レーザー光源８３ａ及び集光レンズ８３ｂは、レーザーホルダーに固定されることでユニット化されていてもよい。
　蛍光体８２を半導体レーザー光源８３ａから離間して配置しているため、第１実施形態と同様、半導体レーザー光源８３ａから発生する熱エネルギーの影響を受けて蛍光体８２の効率が低下するのを防止又は低減することが可能となる。
　半導体レーザー光源８３ａは、例えば、青色レーザー光（波長：４５０[ｎｍ]）を放射するレーザーダイオードである。集光レンズ８３ｂは、蛍光体８２に投影される半導体レーザー光源８３ａの光源像の面積が１平方ミリメートル以下となるように位置調整されて蛍光体８２と半導体レーザー光源８３ａとの間に配置されている。
　上記構成の集光ユニット８０によれば、レーザー光源８３ａから放射されるレーザー光は、集光レンズ８３ｂの作用により集光されて蛍光体８２に照射される。すなわち、半導体レーザー光源８３ａの光源像が、蛍光体８２に投影される。
　蛍光体８２の光変換効率を向上させるため、レーザー光学系８３からの光（の主光線）の蛍光体８２に対する入射角は、３０～６０度の間の角度（例えば、４５度）であることが望ましい。この入射角は、例えば、半導体レーザー光源８３ａ、集光レンズ８３ｂ、蛍光体８２等の相対的な位置関係を調整することで上記角度範囲に調整することが可能である。
　本実施形態では、蛍光体８２に投影される半導体レーザー光源８３ａの光源像の面積は１平方ミリメートル以下、かつ、車幅方向（図１２中、紙面に直交する方向）に延びる形状（例えば、楕円、円又は矩形の光源像）とされている。楕円又は円の光源像は、例えば、集光レンズ８３ｂの焦点位置を調整することで形成可能である。矩形の光源像は、例えば、矩形の開口が形成されたマスク部材で半導体レーザー光源８３ａの発光面を覆うことで形成可能である。
　レーザー光が照射された蛍光体８２は、その表面（及び／又は内部）で散乱したレーザー光学系８３からのレーザー光（散乱光）とレーザー光学系８３から入射するレーザー光で励起されて発光した蛍光体８２からの光との混色による白色光（擬似白色光）を放射する。蛍光体８２に投影される半導体レーザー光源８３ａの光源像の面積は１平方ミリメートル以下であるため、蛍光体８２を、ＬＥＤよりも高輝度かつ点光源に近い発光サイズの光源として機能させることが可能となる。例えば、半導体レーザー光源８３ａに供給される電流が１[Ａ]の場合、輝度２５０[ｃｄ／ｍｍ２]となる。
　このように、蛍光体８２を、ＬＥＤよりも高輝度かつ点光源に近い発光サイズの光源として機能させることが可能となるため、集光ユニット８０の小型化、ひいてはこれを含む車両用前照灯１０の小型化が可能となる。
　ＬＥＤよりも高輝度かつ点光源に近い発光サイズの光源として機能する蛍光体８２から放射されて反射面８１に入射する光は、当該反射面８１で反射され前方に照射される。これにより、仮想鉛直スクリーン（例えば、車両前端部前方約２５ｍに配置されている）上に、合成配光パターンであるすれ違いビーム用配光パターンＰ１中のホットゾーンＨｚを照射する集光配光パターンＰ１ＬＤが形成される（図３参照）。集光配光パターンＰ１ＬＤは、カットオフラインＣＬ１ＬＤをその上端縁に含んでいる。なお、集光ユニット８０は、集光配光パターンＰ１ＬＤが合成配光パターンであるすれ違いビーム用配光パターンＰ１中のホットゾーンＨｚを照射するように公知のエイミング機構（図示せず）により光軸調整されている。
　本実施形態の集光ユニット８０と第１実施形態の拡散ユニット３０とを組み合わせて構成される車両用前照灯によっても、第１実施形態の車両用前照灯１０と同様の効果を奏することが可能となる。
　以上、合計６種類の集光ユニット２０、４０～８０のうちのいずれか一種と第１実施形態の拡散ユニット３０とを組み合わせて車両用前照灯を構成する例について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、合計６種類の集光ユニット２０、４０～８０のうちの複数種と第１実施形態の拡散ユニット３０とを組み合わせて車両用前照灯を構成してもよい。すなわち、求められるデザイン等に応じて適宜選択される集光ユニット２０、４０～８０と第１実施形態の拡散ユニット３０とを組み合わせて車両用前照灯を構成することが可能である。
　上記実施形態はあらゆる点で単なる例示にすぎない。これらの記載によって本発明は限定的に解釈されるものではない。本発明はその精神または主要な特徴から逸脱することなく他の様々な形で実施することができる。
　１０…車両用前照灯、２０…集光ユニット、２１…投影レンズ、２１ａ…レンズホルダー、２２…蛍光体、２３…反射面、２４…シェード、２４ａ…ミラー面、２５…レーザー光学系、２５ａ…半導体レーザー光源、２５ｂ…集光レンズ、２５ｃ…レーザーホルダー、２５ｃ１…錐体筒部、２５ｃ２…筒部、３０…拡散ユニット、３１…投影レンズ、３２…ＬＥＤ光源、３３…反射面、３４…シェード、３４ａ…ミラー面、３５…ヒートシンク、４０…集光ユニット、４１…投影レンズ、４１ａ…レンズホルダー、４２…蛍光体、４３…反射面、４４…シェード、４４ａ…ミラー面、４５…レーザー光学系、４５ａ…半導体レーザー光源、４５ｂ…集光レンズ、４５ｃ…平面鏡、４５ｄ…レーザーホルダー、４６…金属部材、４６ａ…放熱フィン、５０…集光ユニット、５１…投影レンズ、５２…蛍光体、５３…レーザー光学系、５３ａ…半導体レーザー光源、５３ｂ…集光レンズ、５３ｃ…レーザーホルダー、５３ｃ１…錐体筒部、５３ｃ２…筒部、６０…集光ユニット、６１…反射面、６２…蛍光体、６３…レーザー光学系、６３ａ…半導体レーザー光源、６３ｂ…集光レンズ、６３ｃ…レーザーホルダー、６３ｃ１…錐体筒部、６３ｃ２…筒部、７０…集光ユニット、７１…投影レンズ、７２…蛍光体、７３…レーザー光学系、７３ａ…半導体レーザー光源、７３ｂ…集光レンズ、７４…金属部材、７５…遮光部材、８０…集光ユニット、８１…反射面、８２…蛍光体、８３…レーザー光学系、８３ａ…半導体レーザー光源、８３ｂ…集光レンズ、８４…金属部材、Ｃ…点灯回路

Claims (4)

  1. 　ホットゾーンと前記ホットゾーンより拡散した拡散領域とを含む合成配光パターンを形成する車両用前照灯であって、
    　レーザー光源と、前記レーザー光源からの光を前方に照射して前記ホットゾーンを照射する第１配光パターンを形成する第１光学系と、を含む少なくとも一つの第１灯具ユニットと、
    　ＬＥＤ光源と、前記ＬＥＤ光源からの光を前方に照射して前記拡散領域を照射する第２配光パターンを形成する第２光学系と、を含む少なくとも一つの第２灯具ユニットと、
    　を備える車両用前照灯。
  2. 　前記レーザー光源は、
    　半導体レーザー光源と、
    　前記半導体レーザー光源から離間して配置され、かつ、前記半導体レーザー光源からのレーザー光を受けて前記半導体レーザー光源より長波長の光を発生する波長変換部材を含む、請求項１に記載の車両用前照灯。
  3. 　前記波長変換部材に照射される前記半導体レーザー光源の光源像の面積は１平方ミリメートル以下である、請求項２に記載の車両用前照灯。
  4. 　前記レーザー光源と前記ＬＥＤ光源とは、点灯回路に対して電気的に直列に接続されている、請求項１から３のいずれかに記載の車両用前照灯。
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