(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＬＥＤ素子と前記ＬＥＤ素子の発光面を覆うように配置された波長変換層とを含み、前記ＬＥＤ素子からの光のうち前記波長変換層を透過した光と前記ＬＥＤ素子からの光で励起されて発光した前記波長変換層からの光とを含む白色光を発光するように構成された光源と、
前記光源の光源像を車両前方に投影することにより、車両前端部に正対した仮想鉛直スクリーン上にヘッドランプ用配光パターンを形成するように構成された投影光学系と、
を備えた車両用灯具において、
前記ＬＥＤ素子は、
矩形の基板と、
前記基板の片面に積層されたｎ型半導体層と、
前記ｎ型半導体層表面のうち一方の長辺を含む細幅領域に形成された長辺方向に延びるｎ電極と、
前記ｎ型半導体層表面に積層された活性層と、
前記活性層表面に積層されたｐ型半導体層と、
前記ｐ型半導体層表面に形成された透明電極と、
前記透明電極表面のうち前記ｎ電極から遠い方の長辺を含む細幅領域に形成された、前記ｎ電極と同一方向に延びるｐ電極と、
を備えたフェイスアップ型のＬＥＤ素子であり、
前記光源の発光面における輝度分布は、前記ｐ電極側にピークを有し、
前記投影光学系は、前記ｐ電極に対応する像部分が上方に位置するように前記光源の複数の光源像を車両前方に投影し、車両前端部に正対した仮想鉛直スクリーン上に、前記光源の複数の光源像それぞれの前記ｐ電極に対応する像部分により形成されるカットオフラインを含むヘッドランプ用配光パターンを形成するように構成されていることを特徴とする車両用灯具。
【請求項２】
前記透明電極は、前記ｐ型半導体層表面のうち一方の長辺から他方の長辺にかけての略全領域に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の車両用灯具。
【請求項３】
前記透明電極は、前記ｐ型半導体層表面のうち前記ｎ電極から遠い方の長辺から、当該長辺と他方の長辺との中間において長辺方向に延びる中間ラインにかけての領域に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の車両用灯具。
【請求項４】
ＬＥＤ素子と前記ＬＥＤ素子の発光面を覆うように配置された波長変換層とを含み、前記ＬＥＤ素子からの光のうち前記波長変換層を透過した光と前記ＬＥＤ素子からの光で励起されて発光した前記波長変換層からの光とを含む白色光を発光するように構成された光源と、
前記光源の光源像を車両前方に投影することにより、車両前端部に正対した仮想鉛直スクリーン上にヘッドランプ用配光パターンを形成するように構成された投影光学系と、
を備えた車両用灯具において、
前記ＬＥＤ素子は、
矩形の基板と、
前記基板の片面に積層されたｎ型半導体層と、
前記ｎ型半導体層表面のうち一方の長辺を含む細幅領域に形成された長辺方向に延びるｎ電極と、
前記ｎ型半導体層表面に積層された活性層と、
前記活性層表面に積層されたｐ型半導体層と、
前記ｐ型半導体層表面に形成された透明電極と、
前記透明電極表面のうち前記ｎ電極から遠い方の長辺を含む細幅領域に形成された、前記ｎ電極と同一方向に延びるｐ電極と、
を備えたフェイスアップ型のＬＥＤ素子であり、
前記透明電極は、前記ｐ型半導体層表面のうち一方の長辺から他方の長辺にかけての略全領域に形成されており、
前記ｐ電極は、前記透明電極表面のうち一方の長辺と他方の長辺との中間に形成されており、
前記投影光学系は、前記ｎ電極に対応する像部分が上方に位置するように前記光源の複数の光源像を車両前方に投影し、車両前端部に正対した仮想鉛直スクリーン上に、前記光源の複数の光源像それぞれの前記ｎ電極に対応する像部分により形成されるカットオフラインを含むヘッドランプ用配光パターンを形成するように構成されていることを特徴とする車両用灯具。
【請求項５】
ＬＥＤ素子と前記ＬＥＤ素子の発光面を覆うように配置された波長変換層とを含み、前記ＬＥＤ素子からの光のうち前記波長変換層を透過した光と前記ＬＥＤ素子からの光で励起されて発光した前記波長変換層からの光とを含む白色光を発光するように構成された光源と、
前記光源の光源像を車両前方に投影することにより、車両前端部に正対した仮想鉛直スクリーン上にヘッドランプ用配光パターンを形成するように構成された投影光学系と、
を備えた車両用灯具において、
前記ＬＥＤ素子は、
矩形の基板と、
前記基板の片面に積層されたｎ型半導体層と、
前記ｎ型半導体層表面のうち一方の長辺を含む細幅領域に形成された長辺方向に延びるｎ電極と、
前記ｎ型半導体層表面に積層された活性層と、
前記活性層表面に積層されたｐ型半導体層と、
前記ｐ型半導体層表面に形成された透明電極と、
前記透明電極表面のうち前記ｎ電極から遠い方の長辺を含む細幅領域に形成された、前記ｎ電極と同一方向に延びるｐ電極と、
を備えたフェイスアップ型のＬＥＤ素子であり、
前記ｐ電極は、当該ｐ電極から前記ｎ電極に向かって延びる複数の付加電極を含んでおり、
前記ｎ電極は、当該ｎ電極から前記ｐ電極に向かって延びる複数の付加電極を含んでおり、
前記投影光学系は、前記ｐ電極の複数の付加電極の先端と前記ｎ電極の複数の付加電極の先端との間に対応する像部分が上方に位置するように前記光源の複数の光源像を車両前方に投影し、車両前端部に正対した仮想鉛直スクリーン上に、前記光源の複数の光源像それぞれの、前記ｐ電極の複数の付加電極の先端と前記ｎ電極の複数の付加電極の先端との間に対応する像部分により形成されるカットオフラインを含むヘッドランプ用配光パターンを形成するように構成されていることを特徴とする車両用灯具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は車両用灯具に係り、特に、明瞭なカットオフラインを形成することが可能な車両用灯具に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両用灯具の分野においては、ＬＥＤ素子表面に厚みが均一な波長変換層を積層した半導体発光装置が用いられている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。図２２、図２３は、ＬＥＤ素子Ｃｐ表面に波長変換層Ｌｙを略均一な厚みで積層した半導体発光装置の例である。特許文献１等に記載の半導体発光装置においては、波長変換層の厚みが均一であるため、チップ中心部を最大として周囲に行くほどなだらかに低下する輝度分布となる（図５参照）。これは、面発光のランバーシアン配光と同じ原理であり、面内輝度分布が一様であれば、中心部に最大値を示すＣＯＳ関数に従う現象と説明できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−３２２９２３号公報
【特許文献２】特開２００８−５０７８５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、車両用前照灯の分野においては、明瞭なカットオフラインを形成するため、輝度分布の最大部をカットオフラインに配光することが求められており、この要求に応えるため、シェード等を用いて図７に示すように輝度分布の半分程度をカットしなければならず、光利用効率が低下する、という問題がある。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、従来のようにＬＥＤ素子からの光の一部をカットすることなく、輝度分布の最大部をカットオフラインに配光することが可能な光源を用いた車両用灯具を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、ＬＥＤ素子と前記ＬＥＤ素子の発光面を覆うように配置された波長変換層とを含み、前記ＬＥＤ素子からの光のうち前記波長変換層を透過した光と前記ＬＥＤ素子からの光で励起されて発光した前記波長変換層からの光とを含む白色光を発光するように構成された光源と、前記光源の光源像を車両前方に投影することにより、車両前端部に正対した仮想鉛直スクリーン上にヘッドランプ用配光パターンを形成するように構成された投影光学系と、を備えた車両用灯具において、前記ＬＥＤ素子は、矩形の基板と、前記基板の片面に積層されたｎ型半導体層と、前記ｎ型半導体層表面のうち一方の長辺を含む細幅領域に形成された長辺方向に延びるｎ電極と、前記ｎ型半導体層表面に積層された活性層と、前記活性層表面に積層されたｐ型半導体層と、前記ｐ型半導体層表面に形成された透明電極と、前記透明電極表面のうち前記ｎ電極から遠い方の長辺を含む細幅領域に形成された、前記ｎ電極と同一方向に延びるｐ電極と、を備えたフェイスアップ型のＬＥＤ素子であり、前記光源の発光面における輝度分布は、前記ｐ電極側にピークを有し、前記投影光学系は、前記ｐ電極に対応する像部分が上方に位置するように前記光源の複数の光源像を車両前方に投影し、車両前端部に正対した仮想鉛直スクリーン上に、前記光源の複数の光源像それぞれの前記ｐ電極に対応する像部分により形成されるカットオフラインを含むヘッドランプ用配光パターンを形成するように構成されていることを特徴とする。
【０００７】
請求項１に記載の発明によれば、特定の電極構造を採用したため、光源の発光面のうち、縦断面においてはｐ電極側にピークを持ち（ｐ電極側が急峻に立ち上がり）、ｐ電極からｎ電極に向かうにつれ徐々に減少する輝度分布が形成され、横断面においては一定の輝度分布が形成される、ヘッドランプ用配光パターンの形成に適した輝度分布の光源を構成することが可能となる。
【０００８】
また、請求項１に記載の発明によれば、投影光学系の作用により、光源の複数の光源像それぞれのｐ電極側（輝度がピークの部分）に対応する複数の像部分を、水平方向及び斜め方向（例えば水平に対して１５°）に密に配置することが可能となる。これにより、カットオフライン（水平カットオフライン及び斜めカットオフライン）付近が最も明るく、当該カットオフラインから下側に行くに従って照度が低下していくグラデーション形状の遠方視認性に優れた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。
【０００９】
また、請求項１に記載の発明によれば、ＬＥＤ素子はｐ電極側にピークを持つ（ｐ電極側が急峻に立ち上がる）輝度分布となるため、従来のようにＬＥＤ素子からの光の一部をカットする（図７参照）ことなく、ＬＥＤ素子の発光形状をそのまま利用して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。すなわち、従来のようにＬＥＤ素子からの光の一部をカットすることなく、ｐ電極側（輝度がピークの部分）を水平方向及び斜め方向（例えば水平に対し１５°）に密に配置して、輝度グラデーション部も配光に合致させることが可能となる。このため、請求項１に記載の発明によれば、光利用効率が向上する。
【００１０】
また、請求項１に記載の発明によれば、透明電極の厚み、各電極の面積、ｐ電極とｎ電極の間隔等を調整することで、ＬＥＤ素子（光源）の縦断面における輝度分布（ピークの位置、ピークの幅等）を目的の輝度分布に調整することが可能となる。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記透明電極は、前記ｐ型半導体層表面のうち一方の長辺から他方の長辺にかけての略全領域に形成されていることを特徴とする。
【００１２】
請求項２に記載の発明によれば、特定の電極構造を採用したため、光源の発光面のうち、縦断面においてはｐ電極側にピークを持ち（ｐ電極側が急峻に立ち上がり）、ｐ電極からｎ電極に向かうにつれ徐々に減少する輝度分布が形成され、横断面においては一定の輝度分布が形成される、ヘッドランプ用配光パターンの形成に適した輝度分布の光源を構成することが可能となる。
【００１３】
また、請求項２に記載の発明によれば、投影光学系の作用により、光源の複数の光源像それぞれのｐ電極側（輝度がピークの部分）に対応する複数の像部分を、水平方向及び斜め方向（例えば水平に対して１５°）に密に配置することが可能となる。これにより、カットオフライン（水平カットオフライン及び斜めカットオフライン）付近が最も明るく、当該カットオフラインから下側に行くに従って照度が低下していくグラデーション形状の遠方視認性に優れた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。
【００１４】
また、請求項２に記載の発明によれば、ＬＥＤ素子はｐ電極側にピークを持つ（ｐ電極側が急峻に立ち上がる）輝度分布となるため、従来のようにＬＥＤ素子からの光の一部をカットする（図７参照）ことなく、ＬＥＤ素子の発光形状をそのまま利用して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。すなわち、従来のようにＬＥＤ素子からの光の一部をカットすることなく、ｐ電極側（輝度がピークの部分）を水平方向及び斜め方向（例えば水平に対し１５°）に密に配置して、輝度グラデーション部も配光に合致させることが可能となる。このため、請求項２に記載の発明によれば、光利用効率が向上する。
【００１５】
また、請求項２に記載の発明によれば、透明電極の厚み、各電極の面積、ｐ電極とｎ電極の間隔等を調整することで、ＬＥＤ素子（光源）の縦断面における輝度分布（ピークの位置、ピークの幅等）を目的の輝度分布に調整することが可能となる。
【００１６】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記透明電極は、前記ｐ型半導体層表面のうち前記ｎ電極から遠い方の長辺から、当該長辺と他方の長辺との中間において長辺方向に延びる中間ラインにかけての領域に形成されていることを特徴とする。
【００１７】
請求項３に記載の発明によれば、特定の電極構造を採用したため、光源の発光面のうち、縦断面においてはｐ電極側にピークを持ち（ｐ電極側が急峻に立ち上がり）、ｐ電極からｎ電極に向かうにつれ徐々に減少する輝度分布が形成され、横断面においては一定の輝度分布が形成される、ヘッドランプ用配光パターンの形成に適した輝度分布の光源を構成することが可能となる。
【００１８】
また、請求項３に記載の発明によれば、投影光学系の作用により、光源の複数の光源像それぞれのｐ電極側（輝度がピークの部分）に対応する複数の像部分を、水平方向及び斜め方向（例えば水平に対して１５°）に密に配置することが可能となる。これにより、カットオフライン（水平カットオフライン及び斜めカットオフライン）付近が最も明るく、当該カットオフラインから下側に行くに従って照度が低下していくグラデーション形状の遠方視認性に優れた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。
【００１９】
また、請求項３に記載の発明によれば、ＬＥＤ素子はｐ電極側にピークを持つ（ｐ電極側が急峻に立ち上がる）輝度分布となるため、従来のようにＬＥＤ素子からの光の一部をカットする（図７参照）ことなく、ＬＥＤ素子の発光形状をそのまま利用して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。すなわち、従来のようにＬＥＤ素子からの光の一部をカットすることなく、ｐ電極側（輝度がピークの部分）を水平方向及び斜め方向（例えば水平に対し１５°）に密に配置して、輝度グラデーション部も配光に合致させることが可能となる。このため、請求項３に記載の発明によれば、光利用効率が向上する。
【００２０】
また、請求項３に記載の発明によれば、透明電極の縦方向寸法を調整することで、ＬＥＤ素子（光源）の縦断面における輝度分布（ピークの位置、ピークの幅等）を目的の輝度分布に調整することが可能となる。
【００２１】
請求項４に記載の発明は、ＬＥＤ素子と前記ＬＥＤ素子の発光面を覆うように配置された波長変換層とを含み、前記ＬＥＤ素子からの光のうち前記波長変換層を透過した光と前記ＬＥＤ素子からの光で励起されて発光した前記波長変換層からの光とを含む白色光を発光するように構成された光源と、前記光源の光源像を車両前方に投影することにより、車両前端部に正対した仮想鉛直スクリーン上にヘッドランプ用配光パターンを形成するように構成された投影光学系と、を備えた車両用灯具において、前記ＬＥＤ素子は、矩形の基板と、前記基板の片面に積層されたｎ型半導体層と、前記ｎ型半導体層表面のうち一方の長辺を含む細幅領域に形成された長辺方向に延びるｎ電極と、前記ｎ型半導体層表面に積層された活性層と、前記活性層表面に積層されたｐ型半導体層と、前記ｐ型半導体層表面に形成された透明電極と、前記透明電極表面のうち前記ｎ電極から遠い方の長辺を含む細幅領域に形成された、前記ｎ電極と同一方向に延びるｐ電極と、を備えたフェイスアップ型のＬＥＤ素子であり、前記透明電極は、前記ｐ型半導体層表面のうち一方の長辺から他方の長辺にかけての略全領域に形成されており、前記ｐ電極は、前記透明電極表面のうち一方の長辺と他方の長辺との中間に形成されており、前記投影光学系は、前記ｎ電極に対応する像部分が上方に位置するように前記光源の複数の光源像を車両前方に投影し、車両前端部に正対した仮想鉛直スクリーン上に、前記光源の複数の光源像それぞれの前記ｎ電極に対応する像部分により形成されるカットオフラインを含むヘッドランプ用配光パターンを形成するように構成されていることを特徴とする。
【００２２】
請求項４に記載の発明によれば、特定の電極構造を採用したため、光源の発光面のうち、縦断面においてはｐ電極とｎ電極との間にピークを持ち（ｐ電極とｎ電極との間が急峻に立ち上がり）、ｐ電極から縦方向に離れるにつれ徐々に減少する輝度分布が形成され、横断面においては一定の輝度分布が形成される、ヘッドランプ用配光パターンの形成に適した輝度分布の光源を構成することが可能となる。
【００２３】
また、請求項４に記載の発明によれば、投影光学系の作用により、光源の複数の光源像それぞれの、ｐ電極とｎ電極との間（輝度がピークの部分）に対応する複数の像部分が水平方向及び斜め方向（例えば水平に対して１５°）に密に配置することが可能となる。
これにより、カットオフライン（水平カットオフライン及び斜めカットオフライン）付近が最も明るく、当該カットオフラインから下側に行くに従って照度が低下していくグラデーション形状の遠方視認性に優れた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。
【００２４】
また、請求項４に記載の発明によれば、ＬＥＤ素子はｐ電極とｎ電極との間にピークを持つ（ｐ電極とｎ電極との間が急峻に立ち上がる）輝度分布となるため、従来のようにＬＥＤ素子からの光の一部をカットする（図７参照）ことなく、ＬＥＤ素子の発光形状をそのまま利用して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。すなわち、従来のようにＬＥＤ素子からの光の一部をカットすることなく、ｐ電極とｎ電極との間（輝度がピークの部分）を水平方向及び斜め方向（例えば水平に対し１５°）に密に配置して、輝度グラデーション部も配光に合致させることが可能となる。このため、請求項４に記載の発明によれば、光利用効率が向上する。
【００２５】
また、請求項４に記載の発明によれば、ｎ電極とｐ電極との間隔を調整することで、ＬＥＤ素子（光源）の縦断面における輝度分布（ピークの位置、ピークの幅等）を目的の輝度分布に調整することが可能となる。
【００２６】
請求項５に記載の発明は、ＬＥＤ素子と前記ＬＥＤ素子の発光面を覆うように配置された波長変換層とを含み、前記ＬＥＤ素子からの光のうち前記波長変換層を透過した光と前記ＬＥＤ素子からの光で励起されて発光した前記波長変換層からの光とを含む白色光を発光するように構成された光源と、前記光源の光源像を車両前方に投影することにより、車両前端部に正対した仮想鉛直スクリーン上にヘッドランプ用配光パターンを形成するように構成された投影光学系と、を備えた車両用灯具において、前記ＬＥＤ素子は、矩形の基板と、前記基板の片面に積層されたｎ型半導体層と、前記ｎ型半導体層表面のうち一方の長辺を含む細幅領域に形成された長辺方向に延びるｎ電極と、前記ｎ型半導体層表面に積層された活性層と、前記活性層表面に積層されたｐ型半導体層と、前記ｐ型半導体層表面に形成された透明電極と、前記透明電極表面のうち前記ｎ電極から遠い方の長辺を含む細幅領域に形成された、前記ｎ電極と同一方向に延びるｐ電極と、を備えたフェイスアップ型のＬＥＤ素子であり、前記ｐ電極は、当該ｐ電極から前記ｎ電極に向かって延びる複数の付加電極を含んでおり、前記ｎ電極は、当該ｎ電極から前記ｐ電極に向かって延びる複数の付加電極を含んでおり、前記投影光学系は、前記ｐ電極の複数の付加電極の先端と前記ｎ電極の複数の付加電極の先端との間に対応する像部分が上方に位置するように前記光源の複数の光源像を車両前方に投影し、車両前端部に正対した仮想鉛直スクリーン上に、前記光源の複数の光源像それぞれの、前記ｐ電極の複数の付加電極の先端と前記ｎ電極の複数の付加電極の先端との間に対応する像部分により形成されるカットオフラインを含むヘッドランプ用配光パターンを形成するように構成されていることを特徴とする。
【００２７】
請求項５に記載の発明によれば、特定の電極構造を採用したため、光源の発光面のうち、縦断面においてはｐ電極の複数の付加電極の先端とｎ電極の複数の付加電極の先端との間にピークを持ち（ｐ電極の複数の付加電極の先端とｎ電極の複数の付加電極の先端との間が急峻に立ち上がり）、その先端から縦方向に離れるにつれ徐々に減少する輝度分布が形成され、横断面においては一・定の輝度分布が形成される、ヘッドランプ用配光パターンの形成に適した輝度分布の光源を構成することが可能となる。
【００２８】
また、請求項５に記載の発明によれば、投影光学系の作用により、光源の複数の光源像それぞれの、ｐ電極の複数の付加電極の先端とｎ電極の複数の付加電極の先端との間（輝度がピークの部分）に対応する複数の像部分を、水平方向及び斜め方向（例えば水平に対して１５０）に密に配置することが可能となる。これにより、カットオフライン（水平カットオフライン及び斜めカットオフライン）付近が最も明るく、当該カットオフラインから下側に行くに従って照度が低下していくグラデーション形状の遠方視認性に優れた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。
【００２９】
また、請求項５に記載の発明によれば、ＬＥＤ素子はｐ電極の複数の付加電極の先端とｎ電極の複数の付加電極の先端との間にピークを持つ（ｐ電極の複数の付加電極の先端とｎ電極の複数の付加電極の先端との間が急峻に立ち上がる）輝度分布となるため、従来のようにＬＥＤ素子からの光の一部をカットする（図７参照）ことなく、ＬＥＤ素子の発光形状をそのまま利用して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。
すなわち、従来のようにＬＥＤ素子からの光の一部をカットすることなく、ｐ電極の複数の付加電極の先端とｎ電極の複数の付加電極の先端との間（輝度がピークの部分）を水平方向及び斜め方向（例えば水平に対し１５０）に密に配置して、輝度グラデーション部も配光に合致させることが可能となる。このため、請求項５に記載の発明によれば、光利用効率が向上する。
【００３０】
また、請求項５に記載の発明によれば、ｐ電極の付加電極とｎ電極の付加電極との縦方向の重なり量を調整することで、ＬＥＤ素子（光源）の縦断面における輝度分布（ピークの位置、ピークの幅等）を目的の輝度分布に調整することが可能となる。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、従来のようにＬＥＤ素子からの光の一部をカットすることなく、輝度分布の最大部をカットオフラインに配光することが可能な光源を用いた車両用灯具を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】（ａ）本発明の一実施形態である車両用灯具１０の外観図、（ｂ）縦断面図である。
【図２】光源２０の簡略化した断面図である。
【図３】（ａ）ＬＥＤ素子２１の正面図（上面図）、（ｂ）ＬＥＤ素子２１の断面図（側面図）、（ｃ）図３（ａ）中Ａ−Ａ断面におけるＬＥＤ素子２１（発光面）の輝度分布の例である。
【図４】電流密度が１５Ａ／ｃｍ２、３５Ａ／ｃｍ２となるように電流を供給した場合の輝度分布（縦断面）の例である。
【図５】従来の電極構造のＬＥＤ素子（発光面）の輝度分布の例である。
【図６】ヘッドランプ用配光パターンの例である。
【図７】従来の電極構造のＬＥＤ素子においては当該ＬＥＤ素子からの光の一部をカットしていたことを説明するための図である。
【図８】ＬＥＤ素子２１の変形例の正面図（上面図）である。
【図９】ヘッドランプ用配光パターンの例である。
【図１０】（ａ）本発明の一実施形態である車両用灯具１０（変形例１−１）の外観図、（ｂ）縦断面図である。
【図１１】（ａ）本発明の一実施形態である車両用灯具１０（変形例１−２）の外観図、（ｂ）縦断面図である。
【図１２】本発明の一実施形態である車両用灯具１０（変形例１−３）の縦断面図である。
【図１３】本発明の一実施形態である車両用灯具１０（変形例１−４）の縦断面図である。
【図１４】（ａ）ＬＥＤ素子２１（変形例２−１）の正面図（上面図）、（ｂ）ＬＥＤ素子２１（変形例２−１）の断面図（側面図）、（ｃ）図１４（ａ）中Ｂ−Ｂ断面におけるＬＥＤ素子２１（変形例２−１）の輝度分布の例である。
【図１５】（ａ）ＬＥＤ素子２１（変形例２−２）の正面図（上面図）、（ｂ）ＬＥＤ素子２１（変形例２−２）の断面図（側面図）、（ｃ）図１５（ａ）中Ｃ−Ｃ断面におけるＬＥＤ素子２１（変形例２−２）の輝度分布の例である。
【図１６】（ａ）ＬＥＤ素子２１（変形例２−３）の正面図（上面図）、（ｂ）ＬＥＤ素子２１（変形例２−３）の断面図（側面図）、（ｃ）図１６（ａ）中Ｄ−Ｄ断面におけるＬＥＤ素子２１（変形例２−３）の輝度分布の例である。
【図１７】（ａ）ＬＥＤ素子２１（変形例２−４）の正面図（上面図）、（ｂ）ＬＥＤ素子２１（変形例２−４）の断面図（側面図）、（ｃ）図１７（ａ）中Ｅ−Ｅ断面におけるＬＥＤ素子２１（変形例２−４）の輝度分布の例である。
【図１８】（ａ）定電流回路の例、（ｂ）他の定電流回路の例である。
【図１９】ＬＥＤ素子２１におけるワイヤーＷ等の断線、短絡を検出した場合の処理例を示すフローチャートである。
【図２０】（ａ）ＬＥＤ素子２１（変形例２−５）の正面図（上面図）、（ｂ）ＬＥＤ素子２１（変形例２−５）の断面図（側面図）、（ｃ）図２５（ａ）中Ｆ−Ｆ断面におけるＬＥＤ素子２１（変形例２−５）の輝度分布の例である。
【図２１】ＬＥＤ素子の輝度分布に縞が発生する場合、横縞よりも縦縞の方が許容されることを説明するための図である。
【図２２】従来の半導体発光装置の側面図である。
【図２３】従来の半導体発光装置の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、本発明の一実施形態である車両用灯具について図面を参照しながら説明する。
【００３４】
本実施形態の車両用灯具１０は、例えば、車両用ヘッドランプであり、車両前部の左右両側にそれぞれ配置されている。
【００３５】
図１（ａ）は本発明の一実施形態である車両用灯具１０の外観図、図１（ｂ）は縦断面図である。図２は、光源２０の簡略化した断面図である。
【００３６】
図１（ａ）、図１（ｂ）、図２に示すように、車両用灯具１０は、ＬＥＤ素子２１とＬＥＤ素子２１の発光面を覆うように配置された波長変換層２２（蛍光体とも称される）とを含み、ＬＥＤ素子２１からの光のうち波長変換層２２を透過した光とＬＥＤ素子２１からの光で励起されて発光した波長変換層２２からの光とを含む白色光を発光するように構成された光源２０、光源２０の光源像を車両前方に投影することにより、車両前端部に正対した仮想鉛直スクリーン上にヘッドランプ用配光パターンを形成するように構成された投影光学系３０等を備えている。
【００３７】
［ＬＥＤ素子２１の構造］
まず、ＬＥＤ素子２１の構造について説明する。図３（ａ）はＬＥＤ素子２１の正面図（上面図）、図３（ｂ）はＬＥＤ素子２１の断面図（側面図）、図３（ｃ）は図３（ａ）中Ａ−Ａ断面におけるＬＥＤ素子２１（発光面）の輝度分布の例である。
【００３８】
ＬＥＤ素子２１は、エピタキシャル成長面側から青色光を取り出すフェイスアップ型（ＦＵ型とも称される）のＬＥＤ素子であり、正面視で略矩形の発光面を備えている（図３（ａ）参照）。一般的なＬＥＤ素子（発光面）が縦３００μｍ×横５００μｍ程度のサイズであるのに対し、本実施形態のＬＥＤ素子２１（発光面）は縦Ｈ＝５００〜１２００μｍ、横Ｗ＝４〜５ｍｍ程度の大サイズである（図３（ａ）参照）。
【００３９】
図３（ｂ）に示すように、ＬＥＤ素子２１は、矩形の基板２１ａ、基板２１ａの片面に積層されたｎ型半導体層２１ｂ、ｎ型半導体層２１ｂ表面のうち一方の長辺を含む細幅領域２１ｂ１に形成された長辺方向に延びるｎ電極２１ｃ、ｎ型半導体層２１ｂ表面のうちｎ電極２１ｃから遠い方の長辺とｎ電極２１ｃとの間に積層された活性層２１ｄ、活性層２１ｄ表面のうち一方の長辺と他方の長辺との間に積層されたｐ型半導体層２１ｅ、ｐ型半導体層２１ｅ表面のうち一方の長辺と他方の長辺との間に形成された透明電極２１ｆ、透明電極２１ｆ表面のうちｎ電極２１ｃから遠い方の長辺を含む細幅領域２１ｆ１に形成された、ｎ電極２１ｃと同一方向に延びるｐ電極２１ｇ等を備えている。
【００４０】
基板２１ａは、例えば、サファイア基板等の単結晶基板である。ｎ型半導体層２１ｂは、例えば、n-GaN層等の窒化物半導体層である。ｎ電極２１ｃは、例えば、給電用のワイヤーが接続されるパッド２１ｃ１を含む電極である。パッド２１ｃ１の数は、給電量に応じて増減することが可能である。活性層２１ｄは、例えば、InGan層等の発光層である。ｐ型半導体層２１ｅは、例えば、p-GaN層等の窒化物半導体層である。透明電極２１ｆは、AuNiやITO等の薄膜で低抵抗の透明電極である。透明電極２１ｆは、ｐ型半導体層２１ｅ表面のうち一方の長辺から他方の長辺にかけての略全領域に積層されている（図３（ａ）参照）。透明電極２１ｆは、ｎ型半導体層２１ｂと比べ抵抗率の高いｐ型半導体層２１ｅの電流拡散を補うために用いられる。ｐ電極２１ｇは、例えば、給電用のワイヤーが接続されるパッド２１ｇ１を含む電極である。パッド２１ｇ１の数は、給電量に応じて増減することが可能である。
【００４１】
ヘッドランプの用途では、ＬＥＤ素子２１には、ＤＣ−ＤＣコンバータ等により制御された定電流（順電流：１〜５Ａ、電流密度：３５Ａ／ｃｍ２以上〜７０Ａ／ｃｍ２）を供給するための回路（例えば定電流回路。図示せず）が接続されている。この回路は、例えば、ＬＥＤ素子２１に対し、下記の電流分布が形成される程度の電流密度の電流を供給する。この回路からの電流が、ｐ電極２１ｇ、透明電極２１ｆ、ｐ型半導体層２１ｅ、活性層２１ｄ、ｎ型半導体層２１ｂを通ってｎ電極２１ｃへ流れると、活性層２１ｄは青色光を発光する。当該青色光は図３（ｂ）中透明電極２１ｆから上方向へ出射する。
【００４２】
ｐ電極２１ｇへ供給された電流は、ｐ電極２１ｇが電流拡散しやすい金属製であるため、ｐ電極２１ｇにおいては均一に拡散するが、透明電極２１ｆ（縦断面）においては当該透明電極２１ｆの抵抗率との関係で均一には拡散せず、ｐ電極２１ｇ側に集中し（ｐ電極２１ｇ側にピークを持ち）、ｐ電極２１ｇからｎ電極２１ｃに向かうにつれ徐々に減少する電流分布（図３（ｃ）と略同一の分布）を形成する。一方、ｐ電極２１ｇへ供給された電流は、透明電極２１ｆ（横断面）においては、ｎ電極２１ｃとｐ電極２１ｇとが互いに平行に配置されているため（図３（ａ）参照）、一定の電流分布を形成する。
【００４３】
このように分布した電流により活性層２１ｄが発光することで、ＬＥＤ素子２１（の発光面）には、上記電流分布と同様の輝度分布、すなわち、ＬＥＤ素子２１の発光面（縦断面）においては、ｐ電極２１ｇ側にピークを持ち、ｐ電極２１ｇからｎ電極２１ｃに向かうにつれ徐々に減少する輝度分布（図３（ｃ）参照）が形成され、ＬＥＤ素子２１の発光面（横断面）においては、一定の輝度分布が形成される。
【００４４】
例えば、縦Ｈが５００μｍのＬＥＤ素子２１に対し、電流密度が１５Ａ／ｃｍ２、３５Ａ／ｃｍ２となるように電流を供給した場合には、図４に示すような輝度分布（縦断面）が形成される。
【００４５】
なお、透明電極２１ｆの厚み、各電極２１ｃ、２１ｆ、２１ｇの面積、両電極２１ｃ、２１ｇの間隔等を調整することで、ＬＥＤ素子２１（光源２０）の縦断面における輝度分布（ピークの位置、ピークの幅等）を目的の輝度分布に調整することが可能である。
【００４６】
［ＬＥＤ素子２１の製造方法］
次に、ＬＥＤ素子２１の製造方法（実施例）について説明する。
サファイア基板２１ａを準備し、ＭＯＣＶＤにより半導体層（ｎ型半導体層２１ｂ、活性層２１ｄ、ｐ型半導体層２１ｅ等）を成長（エピタキシャル成長）させる。
【００４７】
半導体層の成長を順に説明する。サファイア基板２１ａをＭＯＣＶＤ装置に投入後、水素雰囲気中で１０００℃のサーマルクリーニングを１０分間行う。ＴＭＧ（トリメチルガリウム）およびＮＨ３を供給してＧａＮ層からなるバッファ層（図示せず）を形成する。続いて、ＴＭＧ、ＮＨ３およびドーパントガスとしてＳｉＨ４を供給し、ｎ型ＧａＮ層からなるｎ型半導体層２１ｂを形成する。続いて、ｎ型半導体層２１ｂの上に活性層２１ｄを形成する。本実施例では、活性層２１ｄには、InGaN/GaNからなる多重量子井戸構造を適用した。すなわち、InGaN/GaNを１周期として５周期成長を行う。具体的には、ＴＭＧ、ＴＭＩ（トリメチルインジウム）、ＮＨ３を供給しＩｎＧａＮ井戸層を形成し、続いてＴＭＧ、ＮＨ３を供給してＧａＮ障壁層を形成する。かかる処理を５周期分繰り返すことにより活性層２１ｄが形成される。次に、ＴＭＧ、ＴＭＡ（トリメチルアルミニウム）、ＮＨ３およびドーパントとしてＣＰ２Ｍｇ（bis-cyclopentadienyl Mg）を供給し、ｐ型ＡｌＧａＮクラッド層（図示せず）を形成する。続いて、ＴＭＧ、ＮＨ３およびドーパントとしてＣＰ２Ｍｇを供給しｐ型ＧａＮ層からなるｐ型半導体層２１ｅを形成する。
【００４８】
次に、ｎ型半導体層２１ｂ（ｎ型ＧａＮ層）の一部が表出するように、ウエハ上方からドライエッチングを施す。ドライエッチングの際は、フォトリソグラフィにてレジストパターンを形成し、レジストパターンをマスクとして、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）によりレジストパターンで覆われていない部分をエッチングする。その後、レジストパターンをリムーバで除去する。ｎ型半導体層２１ｂ（ｎ型ＧａＮ層）が露出した部分２１ｂ１を覆うようなレジストパターンを新たにフォトリソグラフィで形成した後、蒸着および合金炉を用いて、ｐ型半導体層２１ｅを覆うようにＩＴＯからなる透明電極２１ｆを形成する。その後、レジストパターンをリムーバで除去する。
【００４９】
透明電極２１ｆの一部表面と、ｎ型半導体層２１ｂ（ｎ型ＧａＮ層）の露出面２１ｂ１にそれぞれＴｉＡｕからなるｐ電極２１ｇおよびＴｉＡｌからなるｎ電極２１ｃを形成する。電極２１ｇ、２１ｃ形成の際は、それぞれが形成される部分以外にはマスクをフォトリソグラフィ等で形成しておき、電極２１ｇ、２１ｃ形成後は、マスクをリムーバで除去する。
【００５０】
以上により、ＬＥＤ素子２１が製造される。
【００５１】
［波長変換層２２］
波長変換層２２は、ＬＥＤ素子２１の発光面を覆うように配置されている。図２は、セラミック基板やシリコン基板等の実装基板Ｃに実装されたＬＥＤ素子２１、ＬＥＤ素子２１の発光面を覆うように配置された波長変換層２２の例である。なお、ＬＥＤ素子２１と実装基板Ｃ上のパターン電極とはワイヤーＷにより電気的に接続されている。
【００５２】
これにより、ＬＥＤ素子２１からの青色光のうち波長変換層２２を透過した青色光成分とＬＥＤ素子２１からの青色光で励起されて発光した波長変換層２２からの黄色光成分とを含む白色光（擬似白色光）を発光する光源２０（白色光源）を構成することが可能となる。波長変換層２２としては、例えば、ＬＥＤ素子２１からの青色光で励起されて黄色光を発光する蛍光体（例えば、ＹＡＧ系蛍光体粒子等の蛍光体粒子が分散された樹脂層）を用いることが可能である。
【００５３】
ＬＥＤ素子２１（の発光面）には上記のような輝度分布（図３（ｃ）参照）が形成されるため、光源２０（の発光面）には、上記輝度分布と同様の輝度分布、すなわち、光源２０の発光面（縦断面）においては、ｐ電極２１ｇ側にピークを持ち、ｐ電極２１ｇからｎ電極２１ｃに向かうにつれ徐々に減少する輝度分布（図３（ｃ）参照）が形成され、光源２０（の発光面）（横断面）においては、一定の輝度分布が形成される。
【００５４】
図３（ｃ）は、ＬＥＤ素子２１（発光面）の縦断面における輝度分布の例である。従来の電極構造のＬＥＤ素子においては、チップ中心部を最大として周囲に行くほどなだらかに低下する輝度分布となるのに対し（図５参照）、ＬＥＤ素子２１においては、ｐ電極２１ｇ側にピークを持つ（ｐ電極２１ｇ側が急峻に立ち上がる）輝度分布となることが分かる（図３（ｃ）参照）。
【００５５】
図６は、ヘッドランプ用配光パターンの例である。図６中の真中水平ラインは明暗境界を示しており、上部の暗部が対向車側、下部の明部が路面および歩道側を表している。この照度（輝度）の最大部は図６に示すように、明暗境界部の直下に位置していることが好ましく、下側に行くに従って照度が低下していくグラデーション形状が、遠方視認性および路面照度の最適配光となる。従来の電極構造のＬＥＤ素子では、図７に示すように、輝度のピークがチップ中心にあるため、前記配光条件を満足させるためには半分の領域をカットして使用しなければならず、光を無駄にしていた。
【００５６】
これに対し、本実施形態のＬＥＤ素子２１では、ｐ電極２１ｇ側にピークを持つ（ｐ電極２１ｇ側が急峻に立ち上がる）輝度分布となる（図３（ｃ）参照）ため、従来のようにＬＥＤ素子からの光の一部をカットすることなく、ＬＥＤ素子２１の発光形状をそのまま利用してすれ違いビームに適した配光パターンＰを形成することが可能となる。すなわち、従来のようにＬＥＤ素子からの光の一部をカットすることなく、ｐ電極２１ｇ側（輝度がピークの部分）を前記配光の照度最大部に配置して、輝度グラデーション部も配光に合致させることが可能となる。このため、光利用効率が向上する。
【００５７】
以上説明したように、本実施形態のＬＥＤ素子２１によれば、電極構造を工夫することにより、矩形の発光面のうち、縦断面においてはｐ電極２１ｇ側にピークを持ち（ｐ電極２１ｇ側が急峻に立ち上がり）、ｐ電極２１ｇからｎ電極２１ｃに向かうにつれ徐々に減少する輝度分布（図３（ｃ）参照）が形成され、横断面においては一定の輝度分布が形成される、ヘッドランプ用配光パターンの形成に適した輝度分布の光源２０を構成することが可能となる。
【００５８】
また、ＬＥＤ素子２１は、横長の単一のＬＥＤ素子であるため、従来のように複数のＬＥＤ素子を一列に並べて横長にしたもの（図２２参照）と比べ、より均一な発光面を形成することが可能となる。なお、図８に示すように、単一のＬＥＤ素子２１ではなく、複数のＬＥＤ素子２１を一列に並べて用いてもよい。
【００５９】
また、波長変換層２２は、横長の単一の波長変換層であるため、従来のように一列に並べた複数のＬＥＤ素子を、それぞれに対応する複数の波長変換層で覆ったもの（図２２参照）と比べ、蛍光体粒子の分布の偏りが生じにくくなり、色ムラ、輝度ムラを防止することが可能となる。
【００６０】
［車両用灯具１０］
次に、上記構成の光源２０を用いて車両用灯具１０を構成する例について図面を参照しながら説明する。
【００６１】
図１（ａ）、図１（ｂ）に示すように、車両用灯具１０は、車両前方側に配置された光源２０、車両後方側に配置された本発明の投影光学系としての反射面３１等を備えている。
【００６２】
光源２０は、ｐ電極２１ｇ側（輝度がピークの部分）が車両前方側に位置し、ｎ電極２１ｃ側が車両後方側（すなわち反射面３１側）に位置し、かつ、当該光源２０の照射方向（すなわち当該光源２０の発光面）が下向きとなるように配置されている（図１（ｂ）参照）。
【００６３】
反射面３１は、焦点が光源２０近傍に設定された回転放物面系の反射面（例えば、複数の小反射領域に区画されたいわゆるマルチリフレクタ）であり、光源２０からの光が入射するように、光源２０の側方から前方にかけての範囲を覆うように（すなわち光源２０の前方に）配置されている（図１（ａ）、図１（ｂ）参照）。
【００６４】
反射面３１は、図１（ｂ）に示すように、ｐ電極２１ｇ（輝度がピークの部分）に対応する像部分Ｐ１´が上方に位置するように光源２０（の発光面）の複数の光源像Ｐ１（図１（ｂ）中１つの光源像Ｐ１を例示）を車両前方に投影し、車両前端部に正対した仮想鉛直スクリーン（図示せず）上に、光源２０の複数の光源像Ｐ１それぞれのｐ電極２１ｇ（輝度がピークの部分）に対応する像部分Ｐ１´を水平方向及び斜め方向（例えば水平に対して１５°）に密に配置することにより形成されるカットオフライン（水平カットオフラインＣＬ１、斜めカットオフラインＣＬ２。図９参照）を含むヘッドランプ用配光パターンＰを形成するように構成されている。
【００６５】
本実施形態の車両用灯具１０によれば、光源２０は反射面３１に対し上記位置関係に配置されているため（図１（ａ）、図１（ｂ）参照）、光源２０の複数の光源像Ｐ１それぞれのｐ電極２１ｇ（輝度がピークの部分）に対応する複数の像部分Ｐ１´を、水平方向及び斜め方向（例えば水平に対して１５°）に密に配置することが可能となる。これにより、カットオフライン（水平カットオフラインＣＬ１及び斜めカットオフラインＣＬ２）付近が最も明るく、当該カットオフラインから下側に行くに従って照度が低下していくグラデーション形状の遠方視認性に優れたすれ違いビーム用配光パターンＰを形成することが可能となる（図９参照）。
【００６６】
また、本実施形態の車両用灯具１０によれば、ＬＥＤ素子２１はｐ電極２１ｇ側にピークを持つ（ｐ電極２１ｇ側が急峻に立ち上がる）輝度分布となる（図３（ｃ）参照）ため、従来のようにＬＥＤ素子からの光の一部をカットする（図７参照）ことなく、ＬＥＤ素子２１の発光形状をそのまま利用してすれ違いビーム用配光パターンＰを形成することが可能となる（図９参照）。すなわち、従来のようにＬＥＤ素子からの光の一部をカットすることなく、ｐ電極２１ｇ側（輝度がピークの部分）を水平方向及び斜め方向（例えば水平に対し１５°）に密に配置して、輝度グラデーション部も配光に合致させることが可能となる。このため、本実施形態の車両用灯具１０によれば、光利用効率が向上する。
【００６７】
［変形例１−１］
次に、車両用灯具１０の変形例１−１について図面を参照しながら説明する。
【００６８】
図１０（ａ）は本発明の一実施形態である車両用灯具１０（変形例１−１）の外観図、図１０（ｂ）は縦断面図である。
【００６９】
図１０（ａ）、図１０（ｂ）に示すように、本変形例の車両用灯具１０は車両前方側に配置された光源２０、車両後方側に配置された本発明の投影光学系としての反射面３２等を備えている。
【００７０】
光源２０は、ｎ電極２１ｃ側が車両前方側に位置し、ｐ電極２１ｇ側（輝度がピークの部分）が車両後方側（すなわち反射面３１側）に位置し、かつ、当該光源２０の照射方向（すなわち当該光源２０の発光面）が上向きとなるように配置されている（図１０（ｂ）参照）。
【００７１】
反射面３２は、焦点が光源２０近傍に設定された回転放物面系の反射面（例えば、複数の小反射領域に区画されたいわゆるマルチリフレクタ）であり、光源２０からの光が入射するように、光源２０の側方から前方にかけての範囲を覆うように（すなわち光源２０の前方に）配置されている（図１０（ａ）、図１０（ｂ）参照）。
【００７２】
反射面３２は、図１０（ｂ）に示すように、ｐ電極２１ｇ（輝度がピークの部分）に対応する像部分Ｐ１´が上方に位置するように光源２０（の発光面）の複数の光源像Ｐ１（図１０（ｂ）中１つの光源像Ｐ１を例示）を車両前方に投影し、車両前端部に正対した仮想鉛直スクリーン（図示せず）上に、光源２０の複数の光源像Ｐ１それぞれのｐ電極２１ｇ（輝度がピークの部分）に対応する像部分Ｐ１´を水平方向及び斜め方向（例えば水平に対して１５°）に密に配置することにより形成されるカットオフライン（水平カットオフラインＣＬ１、斜めカットオフラインＣＬ２。図９参照）を含むヘッドランプ用配光パターンＰを形成するように構成されている。
【００７３】
本変形例の車両用灯具１０によれば、光源２０は反射面３２に対し上記位置関係に配置されているため（図１０（ａ）、図１０（ｂ）参照）、光源２０の複数の光源像Ｐ１それぞれのｐ電極２１ｇ（輝度がピークの部分）に対応する複数の像部分Ｐ１´を、水平方向及び斜め方向（例えば水平に対して１５°）に密に配置することが可能となる。これにより、カットオフライン（水平カットオフラインＣＬ１及び斜めカットオフラインＣＬ２）付近が最も明るく、当該カットオフラインから下側に行くに従って照度が低下していくグラデーション形状の遠方視認性に優れたすれ違いビーム用配光パターンＰを形成することが可能となる（図９参照）。
【００７４】
また、本変形例の車両用灯具１０によれば、ＬＥＤ素子２１はｐ電極２１ｇ側にピークを持つ（ｐ電極２１ｇ側が急峻に立ち上がる）輝度分布となる（図３（ｃ）参照）ため、従来のようにＬＥＤ素子からの光の一部をカットする（図７参照）ことなく、ＬＥＤ素子２１の発光形状をそのまま利用してすれ違いビーム用配光パターンＰを形成することが可能となる（図９参照）。すなわち、従来のようにＬＥＤ素子からの光の一部をカットすることなく、ｐ電極２１ｇ側（輝度がピークの部分）を水平方向及び斜め方向（例えば水平に対し１５°）に密に配置して、輝度グラデーション部も配光に合致させることが可能となる。このため、本変形例の車両用灯具１０によれば、光利用効率が向上する。
【００７５】
［変形例１−２］
次に、車両用灯具１０の変形例１−２について図面を参照しながら説明する。
【００７６】
図１１（ａ）は本発明の一実施形態である車両用灯具１０（変形例１−２）の外観図、図１１（ｂ）は縦断面図である。
【００７７】
図１１（ａ）、図１１（ｂ）に示すように、本変形例の車両用灯具１０は、車両前方側に配置された光源２０、車両後方側に配置された本発明の投影光学系としての反射面３３等を備えている。
【００７８】
光源２０は、ｎ電極２１ｃ側が鉛直上方に位置し、ｐ電極２１ｇ側（輝度がピークの部分）が鉛直下方に位置し、かつ、当該光源２０の照射方向（すなわち当該光源２０の発光面）が略水平方向となるように配置されている（図１１（ｂ）参照）。
【００７９】
反射面３３は、焦点が光源２０近傍に設定された回転放物面系の反射面（例えば、複数の小反射領域に区画されたいわゆるマルチリフレクタ）であり、光源２０からの光が入射するように、光源２０の前方に配置されている（図１１（ａ）、図１１（ｂ）参照）。
【００８０】
反射面３３は、図１１（ｂ）に示すように、ｐ電極２１ｇ（輝度がピークの部分）に対応する像部分Ｐ１´が上方に位置するように光源２０（の発光面）の複数の光源像Ｐ１（図１１（ｂ）中１つの光源像Ｐ１を例示）を車両前方に投影し、車両前端部に正対した仮想鉛直スクリーン（図示せず）上に、光源２０の複数の光源像Ｐ１それぞれのｐ電極２１ｇ（輝度がピークの部分）に対応する像部分Ｐ１´を水平方向及び斜め方向（例えば水平に対して１５°）に密に配置することにより形成されるカットオフライン（水平カットオフラインＣＬ１、斜めカットオフラインＣＬ２。図９参照）を含むヘッドランプ用配光パターンＰを形成するように構成されている。
【００８１】
本変形例の車両用灯具１０によれば、光源２０は反射面３３に対し上記位置関係に配置されているため（図１１（ａ）、図１１（ｂ）参照）、光源２０の複数の光源像Ｐ１それぞれのｐ電極２１ｇ（輝度がピークの部分）に対応する複数の像部分Ｐ１´を、水平方向及び斜め方向（例えば水平に対して１５°）に密に配置することが可能となる。これにより、カットオフライン（水平カットオフラインＣＬ１及び斜めカットオフラインＣＬ２）付近が最も明るく、当該カットオフラインから下側に行くに従って照度が低下していくグラデーション形状の遠方視認性に優れたすれ違いビーム用配光パターンＰを形成することが可能となる（図９参照）。
【００８２】
また、本変形例の車両用灯具１０によれば、ＬＥＤ素子２１はｐ電極２１ｇ側にピークを持つ（ｐ電極２１ｇ側が急峻に立ち上がる）輝度分布となる（図３（ｃ）参照）ため、従来のようにＬＥＤ素子からの光の一部をカットする（図７参照）ことなく、ＬＥＤ素子２１の発光形状をそのまま利用してすれ違いビーム用配光パターンＰを形成することが可能となる（図９参照）。すなわち、従来のようにＬＥＤ素子からの光の一部をカットすることなく、ｐ電極２１ｇ側（輝度がピークの部分）を水平方向及び斜め方向（例えば水平に対し１５°）に密に配置して、輝度グラデーション部も配光に合致させることが可能となる。このため、本変形例の車両用灯具１０によれば、光利用効率が向上する。
【００８３】
［変形例１−３］
次に、車両用灯具１０の変形例１−３について図面を参照しながら説明する。
【００８４】
図１２は、本発明の一実施形態である車両用灯具１０（変形例１−３）の縦断面図である。
【００８５】
図１２に示すように、本変形例の車両用灯具１０は、車両前方側に配置された投影レンズ３４ａ、車両後方側に配置された光源２０、光源２０からの光が入射するように、光源２０の側方から前方にかけての範囲を覆うように（すなわち光源２０の前方に）配置された反射面３４ｂ、投影レンズ３４ａと光源２０との間に配置されたシェード３４ｃ等を備えている。投影レンズ３４ａ、反射面３４ｂ、シェード３４ｃが本発明の投影光学系を構成している。
【００８６】
光源２０は、ｐ電極２１ｇ側（輝度がピークの部分）が車両前方側に位置し、ｎ電極２１ｃ側が車両後方側（すなわち反射面３１側）に位置し、かつ、当該光源２０の照射方向（すなわち当該光源２０の発光面）が上向きとなるように配置されている（図１２（ｂ）参照）。
【００８７】
反射面３４ｂは、第１焦点が光源２０近傍に設定され、第２焦点がシェード３４ｃの上端縁近傍に設定された回転楕円系の反射面であり、光源２０からの光が入射するように、光源２０の側方から前方にかけての範囲を覆うように（すなわち光源２０の前方に）配置されている（図１２参照）。
【００８８】
反射面３４ｂは、ｐ電極２１ｇ（輝度がピークの部分）に対応する像部分Ｐ１´が上方に位置するように光源２０（の発光面）の複数の光源像Ｐ１を車両前方に投影し、車両前端部に正対した仮想鉛直スクリーン（図示せず）上に、光源２０の複数の光源像Ｐ１それぞれのｐ電極２１ｇ（輝度がピークの部分）に対応する像部分Ｐ１´を水平方向及び斜め方向（例えば水平に対して１５°）に密に配置することにより形成されるカットオフライン（水平カットオフラインＣＬ１、斜めカットオフラインＣＬ２。図９参照）を含むヘッドランプ用配光パターンＰを形成するように構成されている。
【００８９】
シェード３４ｃは、反射面３４ｂからの反射光の一部を遮光してカットオフラインを形成するための遮光部材であり、上端縁を投影レンズ３４ａの焦点近傍に位置させた状態で投影レンズ３４ａと光源２０との間に配置されている。
【００９０】
本変形例の車両用灯具１０によれば、光源２０は上記位置関係に配置されているため（図１２参照）、光源２０の複数の光源像Ｐ１それぞれのｐ電極２１ｇ（輝度がピークの部分）に対応する複数の像部分Ｐ１´を、水平方向及び斜め方向（例えば水平に対して１５°）に密に配置することが可能となる。これにより、カットオフライン（水平カットオフラインＣＬ１及び斜めカットオフラインＣＬ２）付近が最も明るく、当該カットオフラインから下側に行くに従って照度が低下していくグラデーション形状の遠方視認性に優れたすれ違いビーム用配光パターンＰを形成することが可能となる（図９参照）。
【００９１】
また、本変形例の車両用灯具１０によれば、ＬＥＤ素子２１はｐ電極２１ｇ側にピークを持つ（ｐ電極２１ｇ側が急峻に立ち上がる）輝度分布となる（図３（ｃ）参照）ため、従来のようにＬＥＤ素子からの光の約半分をカットする（図７参照）ことなく、ＬＥＤ素子２１の高輝度側端部からのごく一部の光をカットするだけで、ＬＥＤ素子２１の発光形状をほぼそのまま利用してすれ違いビーム用配光パターンＰを形成することが可能となる（図９参照）。すなわち、従来のようにＬＥＤ素子からの光の約半分までをカットすることなく、ｐ電極２１ｇ側（輝度がピークの部分）を水平方向及び斜め方向（例えば水平に対し１５°）に密に配置して、輝度グラデーション部も配光に合致させることが可能となる。このため、本変形例の車両用灯具１０によれば、光利用効率が向上する。また、本変形例の車両用灯具１０によれば、従来のＬＥＤ素子を用いる場合と比較して、シェードの受けるエネルギーが少なくなり（すなわちシェードにはＬＥＤ素子２１の高輝度側端部からのごく一部の光しか当たらないため）、シェードが加熱される量を低減することが可能となる。
【００９２】
［変形例１−４］
次に、車両用灯具１０の変形例１−４について図面を参照しながら説明する。
【００９３】
図１３は、本発明の一実施形態である車両用灯具１０（変形例１−４）の縦断面図である。
【００９４】
図１３に示すように、本変形例の車両用灯具１０は、車両前方側に配置された本発明の投影光学系としての投影レンズ３５ａ、車両後方側に配置された光源２０、投影レンズ３５ａと光源２０との間に配置されたシェード３５ｂ等を備えている。投影レンズ３５ａ、シェード３５ｂが本発明の投影光学系を構成している。
【００９５】
光源２０は、ｎ電極２１ｃ側が鉛直上方に位置し、ｐ電極２１ｇ側（輝度がピークの部分）が鉛直下方に位置し、かつ、当該光源２０の照射方向（すなわち当該光源２０の発光面）が車両前方側を向くように配置されている（図１３参照）。
【００９６】
シェード３５ｂは、光源２０からの光の一部を遮光してカットオフラインを形成するための遮光部材であり、上端縁を投影レンズ３５ａの焦点近傍に位置させた状態で投影レンズ３５ａと光源２０との間に配置されている。
【００９７】
本変形例の車両用灯具１０によれば、光源２０は上記位置関係に配置されているため（図１３参照）、光源２０の複数の光源像Ｐ１それぞれのｐ電極２１ｇ（輝度がピークの部分）に対応する複数の像部分Ｐ１´を、水平方向及び斜め方向（例えば水平に対して１５°）に配置することが可能となる。これにより、カットオフライン（水平カットオフラインＣＬ１及び斜めカットオフラインＣＬ２）付近が最も明るく、当該カットオフラインから下側に行くに従って照度が低下していくグラデーション形状の遠方視認性に優れたすれ違いビーム用配光パターンＰを形成することが可能となる（図９参照）。
【００９８】
また、本変形例の車両用灯具１０によれば、ＬＥＤ素子２１はｐ電極２１ｇ側にピークを持つ（ｐ電極２１ｇ側が急峻に立ち上がる）輝度分布となる（図３（ｃ）参照）ため、従来のようにＬＥＤ素子からの光の約半分をカットする（図７参照）ことなく、ＬＥＤ素子２１の高輝度側端部からのごく一部の光をカットするだけで、ＬＥＤ素子２１の発光形状をほぼそのまま利用してすれ違いビーム用配光パターンＰを形成することが可能となる（図９参照）。すなわち、従来のようにＬＥＤ素子からの光の約半分までをカットすることなく、ｐ電極２１ｇ側（輝度がピークの部分）を水平方向及び斜め方向（例えば水平に対し１５°）に密に配置して、輝度グラデーション部も配光に合致させることが可能となる。このため、本変形例の車両用灯具１０によれば、光利用効率が向上する。また、本変形例の車両用灯具１０によれば、従来のＬＥＤ素子を用いる場合と比較して、シェードの受けるエネルギーが少なくなり（すなわちシェードにはＬＥＤ素子２１の高輝度側端部からのごく一部の光しか当たらないため）、シェードが加熱される量を低減することが可能となる。
【００９９】
［変形例２−１］
次に、ＬＥＤ素子２１の構造（変形例２−１）について図面を参照しながら説明する。図１４（ａ）はＬＥＤ素子２１（変形例２−１）の正面図（上面図）、図１４（ｂ）はＬＥＤ素子２１（変形例２−１）の断面図（側面図）、図１４（ｃ）は図１４（ａ）中Ｂ−Ｂ断面におけるＬＥＤ素子２１（変形例２−１）の輝度分布の例である。
【０１００】
上記実施形態及び各変形例では、透明電極２１ｆは、ｐ型半導体層２１ｅ表面のうち一方の長辺から他方の長辺にかけての略全領域に形成されている（図３（ａ）参照）ように説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、図１４（ａ）、図１４（ｂ）に示すように、透明電極２１ｆは、ｐ型半導体層２１ｅ表面のうちｎ電極２１ｃから遠い方の長辺から、当該長辺と他方の長辺との中間において長辺方向に延びる中間ラインＬにかけての領域にのみ形成されていてもよい。
【０１０１】
本変形例によれば、ｐ型半導体層２１ｅ表面のうち中間ラインＬから、ｎ電極２１ｃから近い方の長辺にかけての領域には、透明電極２１ｆが形成されておらず、ｐ電極２１ｇからの電流が拡散されにくくなるため、ｐ電極２１ｇへ供給された電流は、縦断面においてはｐ電極２１ｇ側に集中し（ｐ電極２１ｇ側にピークを持ち）、ｐ電極２１ｇからｎ電極２１ｃに向かうにつれ徐々に減少し、中間ラインＬ付近で急激に減少する電流分布（すなわち、図１４（ｃ）と略同一の分布）を形成する。
【０１０２】
このように分布した電流により活性層２１ｄが発光することで、ＬＥＤ素子２１（の発光面）には、上記電流分布と同様の輝度分布、すなわち、ＬＥＤ素子２１の発光面（縦断面）においては、ｐ電極２１ｇ側にピークを持ち、ｐ電極２１ｇからｎ電極２１ｃに向かうにつれ徐々に減少し、中間ラインＬ付近で急激に減少する輝度分布（図１４（ｃ）参照）が形成され、ＬＥＤ素子２１の発光面（横断面）においては、一定の輝度分布が形成される。
【０１０３】
したがって、本変形例のＬＥＤ素子２１の発光面を覆うように波長変換層２２を配置することで、縦断面においてはｐ電極２１ｇ側にピークを持ち、ｐ電極２１ｇからｎ電極２１ｃに向かうにつれ徐々に減少し、中間ラインＬ付近で急激に減少する輝度分布（図１４（ｃ）参照）が形成され、横断面においては一定の輝度分布が形成される、ヘッドランプ用配光パターンの形成に適した輝度分布の光源２０を構成することが可能となる。
【０１０４】
また、本変形例のＬＥＤ素子２１を含む光源２０は上記実施形態の光源２０と同様、ｐ電極２１ｇ側にピークを持つ（ｐ電極２１ｇ側が急峻に立ち上がる）輝度分布であるため、本変形例のＬＥＤ素子２１を含む光源２０を用いて、車両用灯具１０（図１参照）、変形例１−１〜１−４の車両用灯具１０（図１０〜図１３参照）を構成することが可能である。
【０１０５】
また、本変形例によれば、透明電極２１ｆの縦方向寸法Ｈ１（図１４（ａ）参照）を調整することで、ＬＥＤ素子２１（光源２０）の縦断面における輝度分布（ピークの位置、ピークの幅等）を目的の輝度分布に調整することが可能となる。
【０１０６】
［変形例２−２］
次に、ＬＥＤ素子２１の構造（変形例２−２）について図面を参照しながら説明する。図１５（ａ）はＬＥＤ素子２１（変形例２−２）の正面図（上面図）、図１５（ｂ）はＬＥＤ素子２１（変形例２−２）の断面図（側面図）、図１５（ｃ）は図１５（ａ）中Ｃ−Ｃ断面におけるＬＥＤ素子２１（変形例２−２）の輝度分布の例である。
【０１０７】
上記実施形態及び各変形例では、ｐ電極２１ｇは、透明電極２１ｆ表面のうちｎ電極２１ｃから遠い方の長辺を含む細幅領域２１ｆ１に形成されてい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、図１５（ａ）、図１５（ｂ）に示すように、ｐ電極２１ｇは、透明電極２１ｆのうち一方の長辺と他方の長辺との中間に形成されていてもよい。
【０１０８】
本変形例によれば、ｐ電極２１ｇへ供給された電流は、ｐ電極２１ｇが電流拡散しやすい金属製であるため、ｐ電極２１ｇにおいては均一に拡散するが、透明電極２１ｆ（縦断面）においては当該透明電極２１ｆの抵抗率との関係で均一には拡散せず、ｐ電極２１ｇとｎ電極２１ｃとの間に集中し（ｐ電極２１ｇとｎ電極２１ｃとの間にピークを持ち）、ｐ電極２１ｇから縦方向に離れるにつれ徐々に減少する電流分布（図１５（ｃ）と略同一の分布）を形成する。一方、ｐ電極２１ｇへ供給された電流は、透明電極２１ｆ（横断面）においては、ｎ電極２１ｃとｐ電極２１ｇとが互いに平行に配置されているため（図１５（ａ）参照）、一定の電流分布を形成する。
【０１０９】
このように分布した電流により活性層２１ｄが発光することで、ＬＥＤ素子２１（の発光面）には、上記電流分布と同様の輝度分布、すなわち、ＬＥＤ素子２１の発光面（縦断面）においては、ｐ電極２１ｇとｎ電極２１ｃとの間にピークを持ち（ｐ電極とｎ電極との間が急峻に立ち上がり）、ｐ電極２１ｇから縦方向に離れるにつれ徐々に減少する輝度分布（図１５（ｃ）参照）が形成され、ＬＥＤ素子２１の発光面（横断面）においては、一定の輝度分布が形成される。
【０１１０】
したがって、本変形例のＬＥＤ素子２１の発光面を覆うように波長変換層２２を配置することで、縦断面においてはｐ電極２１ｇとｎ電極２１ｃとの間にピークを持ち（ｐ電極とｎ電極との間が急峻に立ち上がり）、ｐ電極２１ｇから縦方向に離れるにつれ徐々に減少する輝度分布（図１５（ｃ）参照）が形成され、横断面においては一定の輝度分布が形成される、ヘッドランプ用配光パターンの形成に適した輝度分布の光源２０を構成することが可能となる。
【０１１１】
また、本変形例のＬＥＤ素子２１を含む光源２０は上記実施形態の光源２０と同様、ｐ電極２１ｇ側とｎ電極２１ｃとの間にピークを持つ輝度分布であるため、本変形例のＬＥＤ素子２１を含む光源２０を用いて、車両用灯具１０（図１参照）、変形例１−１〜１−４の車両用灯具１０（図１０〜図１３参照）を構成することが可能である。
【０１１２】
例えば、ｐ電極２１ｇ側とｎ電極２１ｃとの間（輝度がピークの部分）を車両前方側に位置させ、ｎ電極から遠い方の長辺を車両後方側（すなわち反射面３１側）に位置させ、かつ、照射方向（すなわち発光面）が下向きとなるように光源２０を配置することで、図１に示すのと同様の車両用灯具１０を構成することが可能となる。図１０〜図１３に示す車両用灯具１０についても同様に構成することが可能となる。
【０１１３】
また、本変形例によれば、ｎ電極２１ｃとｐ電極２１ｇとの間隔Ｈ３（図１５（ａ）参照）を調整することで、ＬＥＤ素子２１（光源２０）の縦断面における輝度分布（ピークの位置、ピークの幅等）を目的の輝度分布に調整することが可能となる。
【０１１４】
ここで、ヘッドランプ用配光パターンは、発光素子（ＬＥＤ素子）光源の上下方向の拡散よりも、左右方向への拡散が大きいため、発光素子（ＬＥＤ素子）の輝度分布において、横縞が生じるよりも、縦縞が生じるほうが配光ムラへの影響が少ない（図２１参照）。なお、本願における横縞は、上方の端部から下方の端部へ輝度が低下する輝度分布ではなく、縦断面において山（ピーク）、谷、山（ピーク）・・・が連続する輝度分布（図２１参照）のことを示す。
【０１１５】
そのため、各電極２１ｃ、２１ｆ、２１ｇの面積、幅、厚み、両電極２１ｃ、２１ｇの間隔等を調整し、横縞が生じないような輝度分布を形成することが好ましい。
【０１１６】
［変形例２−３］
次に、ＬＥＤ素子２１の構造（変形例２−３）について図面を参照しながら説明する。図１６（ａ）はＬＥＤ素子２１（変形例２−３）の正面図（上面図）、図１６（ｂ）はＬＥＤ素子２１（変形例２−３）の断面図（側面図）、図１６（ｃ）は図１６（ａ）中Ｄ−Ｄ断面におけるＬＥＤ素子２１（変形例２−３）の輝度分布の例である。
【０１１７】
図１６（ａ）、図１６（ｂ）に示すように、ｐ電極２１ｇは当該ｐ電極２１ｇからｎ電極２１ｃに向かって延びる複数の付加電極２１ｇ２を含んでおり、ｎ電極２１ｃは当該ｎ電極２１ｃからｐ電極２１ｇに向かって延びる複数の付加電極２１ｃ２を含んでいてもよい。
【０１１８】
本変形例によれば、ｐ電極２１ｇへ供給された電流は、ｐ電極２１ｇ（及びその複数の付加電極２１ｇ２）が電流拡散しやすい金属製であるため、ｐ電極２１ｇ（及びその複数の付加電極２１ｇ２）においては均一に拡散するが、透明電極２１ｆにおいては当該透明電極２１ｆの抵抗率との関係で均一には拡散せず、ｐ電極２１ｇの付加電極２１ｇ２の先端とｎ電極２１ｃの付加電極２１ｃ２の先端との間に集中し（ｐ電極２１ｇの付加電極２１ｇ２の先端とｎ電極２１ｃの付加電極２１ｃ２の先端との間にピークを持ち）、その先端から縦方向に離れるにつれ徐々に減少する電流分布（図１６（ｃ）と略同一の分布）を形成する。一方、ｐ電極２１ｇへ供給された電流は、透明電極２１ｆ（横断面）においては、ｎ電極２１ｃとｐ電極２１ｇとが互いに平行に配置されているため（図１６（ａ）参照）、略一定の電流分布を形成する。
【０１１９】
このように分布した電流により活性層２１ｄが発光することで、ＬＥＤ素子２１（の発光面）には、上記電流分布と同様の輝度分布、すなわち、ＬＥＤ素子２１の発光面（縦断面）においては、ｐ電極２１ｇの付加電極２１ｇ２の先端とｎ電極２１ｃの付加電極２１ｃ２の先端との間にピークを持ち（ｐ電極２１ｇの複数の付加電極２１ｇ１の先端とｎ電極２１ｃの複数の付加電極２１ｃ１の先端との間が急峻に立ち上がり）、その先端から縦方向に離れるにつれ徐々に減少する輝度分布（図１６（ｃ）参照）が形成され、ＬＥＤ素子２１の発光面（横断面）においては、略一定の輝度分布が形成される。
【０１２０】
したがって、本変形例のＬＥＤ素子２１の発光面を覆うように波長変換層２２を配置することで、縦断面においてはｐ電極２１ｇの付加電極２１ｇ２の先端とｎ電極２１ｃの付加電極２１ｃ２の先端との間にピークを持ち（ｐ電極２１ｇの複数の付加電極２１ｇ１の先端とｎ電極２１ｃの複数の付加電極２１ｃ１の先端との間が急峻に立ち上がり）、その先端から縦方向に離れるにつれ徐々に減少する輝度分布（図１６（ｃ）参照）が形成され、横断面においては略一定の輝度分布が形成される、ヘッドランプ用配光パターンの形成に適した輝度分布の光源２０を構成することが可能となる。
【０１２１】
また、本変形例のＬＥＤ素子２１を含む光源２０は上記実施形態の光源２０と同様、ｐ電極２１ｇの付加電極２１ｇ２の先端とｎ電極２１ｃの付加電極２１ｃ２の先端との間にピークを持つ輝度分布であるため、本変形例のＬＥＤ素子２１を含む光源２０を用いて、車両用灯具１０（図１４参照）、変形例１−１〜１−４の車両用灯具１０（図１、図１０〜図１３参照）を構成することが可能である。
【０１２２】
例えば、ｐ電極２１ｇの付加電極２１ｇ２の先端とｎ電極２１ｃの付加電極２１ｃ２の先端との間（輝度がピークの部分）を車両前方側に位置させ、かつ、照射方向（すなわち発光面）が下向きとなるように光源２０を配置することで、図１に示すのと同様の車両用灯具１０を構成することが可能となる。図１０〜図１３に示す車両用灯具１０についても同様に構成することが可能となる。
【０１２３】
また、本変形例によれば、ｐ電極２１ｇの付加電極２１ｇ２とｎ電極２１ｃの付加電極２１ｃ２との縦方向の重なり量Ｈ２（図１６（ａ）参照）を調整することで、ＬＥＤ素子２１（光源２０）の縦断面における輝度分布（ピークの位置、ピークの幅等）を目的の輝度分布に調整することが可能となる。
【０１２４】
［変形例２−４］
図１７（ａ）はＬＥＤ素子２１（変形例２−４）の正面図（上面図）、図１７（ｂ）はＬＥＤ素子２１（変形例２−４）の断面図（側面図）、図１７（ｃ）は図１７（ａ）中Ｅ−Ｅ断面におけるＬＥＤ素子２１（変形例２−４）の輝度分布の例である。
【０１２５】
上記実施形態及び各変形例では、活性層２１ｄ、ｐ型半導体層２１ｅ、及び、透明電極２１ｆからなる１つの素子部２１ｈを用いた例（図３等参照）について説明したが、本発明はこれに限定されない。
【０１２６】
例えば、図１７（ａ）、図１７（ｂ）に示すように、複数（例えば２つ）の素子部２１ｈを用いてもよい。例えば、ｎ電極２１ｃと同一方向に延び、ｐ型半導体層２１ｅ表面からｎ型半導体層２１ｂに達する少なくとも一つの溝部Ｇ１をドライエッチング等により形成することでｐ型半導体層２１ｅ等を上下に区画し、当該区画された上下のｐ型半導体層２１ｅ表面それぞれに透明電極２１ｆ、ｐ電極２１ｇを形成することで、並列に配置された複数の素子部２１ｈ（図１７（ａ）、図１７（ｂ）参照）を形成することが可能である。
【０１２７】
上の素子部２１ｈ（ｎ電極２１ｃから遠い方）及び下の素子部２１ｈ（ｎ電極２１ｃから近い方）にはそれぞれ、ＤＣ−ＤＣコンバータ等により制御された定電流（順電流：１〜５Ａ、電流密度：３５〜７０Ａ／ｃｍ２）を供給するための回路（例えば定電流回路）が接続されている。この回路は、例えば、上の素子部２１ｈに対し下の素子部２１ｈよりも電流密度が大きくなるように電流を供給する。この回路としては、例えば、図１８（ａ）に示すものを用いることが可能である。
【０１２８】
本変形例によれば、上の素子部２１ｈに対し下の素子部２１ｈよりも大きな電流を供給することで、縦断面においては、上のｐ電極２１ｇ側にピークを持ち、上のｐ電極２１ｇからｎ電極２１ｃに向かうにつれ徐々に減少する電流分布（図１７（ｃ）と略同一の分布）を形成することが可能となる。つまり、上の素子部２１ｉの電流密度は、下の素子部２１ｉの電流密度より大きい。
【０１２９】
このように分布した電流により上下の活性層２１ｄが発光することで、ＬＥＤ素子２１（の発光面）には、上記電流分布と同様の輝度分布、すなわち、ＬＥＤ素子２１の発光面（縦断面）においては、上のｐ電極２１ｇ側にピークを持ち、上のｐ電極２１ｇからｎ電極２１ｃに向かうにつれ徐々に減少する輝度分布（図１７（ｃ）参照）が形成され、ＬＥＤ素子２１の発光面（横断面）においては、一定の輝度分布が形成される。
【０１３０】
したがって、本変形例のＬＥＤ素子２１の発光面を覆うように波長変換層２２を配置することで、縦断面においては上のｐ電極２１ｇ側にピークを持ち、上のｐ電極２１ｇ（ｎ電極２１ｃから遠い方）からｎ電極２１ｃに向かうにつれ徐々に減少する輝度分布（図１７（ｃ）参照）が形成され、横断面においては一定の輝度分布が形成される、ヘッドランプ用配光パターンの形成に適した輝度分布の光源２０を構成することが可能となる。
【０１３１】
また、本変形例のＬＥＤ素子２１を含む光源２０は上記実施形態の光源２０と同様、上のｐ電極２１ｇ側にピークを持つ（上のｐ電極２１ｇ側が急峻に立ち上がる）輝度分布であるため、本変形例のＬＥＤ素子２１を含む光源２０を用いて、車両用灯具１０（図１参照）、変形例１−１〜１−４の車両用灯具１０（図１０〜図１３参照）を構成することが可能である。
【０１３２】
例えば、上のｐ電極２１ｇ側（輝度が高い方）のピークの部分を車両前方側に位置させ、ｎ電極２１ｃを車両後方側（すなわち反射面３１側）に位置させ、かつ、照射方向（すなわち発光面）が下向きとなるように光源２０を配置することで、図１に示すのと同様の車両用灯具１０を構成することが可能となる。図１０〜図１３に示す車両用灯具１０についても同様に構成することが可能となる。
【０１３３】
また、本変形例によれば、上の素子部２１ｈ及び下の素子部２１ｈへ供給する電流、電流密度を個別に調整することで、ＬＥＤ素子２１（光源２０）の縦断面における輝度分布（ピークの位置、ピークの幅等）を目的の輝度分布に調整することが可能となる。
【０１３４】
この場合も、各電極２１ｃ、２１ｆ、２１ｇの面積、幅、厚み、両電極２１ｃ、２１ｇの間隔、溝部Ｇ１の位置、幅等を調整し、横縞が生じないような輝度分布を形成することが好ましい。
【０１３５】
また、本変形例２−４によれば、変形例２−５と比べ、除去される活性層２１ｄの量が少なくて済むため（図１７（ｂ）、図２０（ｂ）参照）、より明るいＬＥＤ素子２１（光源２０）を構成することが可能となる。
【０１３６】
本変形例においては、例えば、ＬＥＤ素子２１に供給される電流量の変化を検出する回路（図示せず）等を設け、図１９に示すように、ＬＥＤ素子２１におけるワイヤーＷ等の断線、短絡を検出し（ステップＳ１０、Ｓ１２）、当該断線、短絡が検出された場合には（ステップＳ１０：Ｙｅｓ、Ｓ１２：Ｙｅｓ）、その旨の異常信号を車両側装置へ送出する（ステップＳ１４）ことも可能である。この場合、車両側装置においては、当該異常信号に基づきその旨の表示等が行われる。
【０１３７】
［変形例２−５］
図２０（ａ）はＬＥＤ素子２１（変形例２−５）の正面図（上面図）、図２０（ｂ）はＬＥＤ素子２１（変形例２−５）の断面図（側面図）、図２５（ｃ）は図２５（ａ）中Ｆ−Ｆ断面におけるＬＥＤ素子２１（変形例２−５）の輝度分布の例である。
【０１３８】
上記実施形態及び各変形例では、ｎ型半導体層２１ｂ、ｎ電極２１ｃ、活性層２１ｄ、ｐ型半導体層２１ｅ、透明電極２１ｆ、及び、ｐ電極２１ｇからなる１つの素子部２１ｉを用いた例（図３（ａ）等参照）について説明したが、本発明はこれに限定されない。
【０１３９】
例えば、図２０（ａ）、図２０（ｂ）に示すように、複数（例えば２つ）の素子部２１ｉを用いてもよい。例えば、ｎ電極２１ｃと同一方向に延び、ｐ型半導体層２１ｅ表面から基板２１ａに達する少なくとも一つの溝部Ｇ２をドライエッチング等により形成することでｐ型半導体層２１ｅ等を上下に区画し、当該区画された上下のｐ型半導体層２１ｅ表面それぞれにｎ電極２１ｃ、透明電極２１ｆ、ｐ電極２１ｇを形成することで、並列に配置された複数の素子部２１ｉ（図２０（ａ）、図２０（ｂ）参照）を形成することが可能である。または、単純に、複数のＬＥＤ素子２１を並列に配置することによっても、複数の素子部２１ｉを形成することが可能である。
【０１４０】
上の素子部２１ｉ及び下の素子部２１ｉにはそれぞれ、ＤＣ−ＤＣコンバータ等により制御された定電流（順電流：１〜５Ａ、電流密度：３５〜７０Ａ／ｃｍ２）を供給するための回路（例えば定電流回路）が接続されている。この回路は、例えば、上の素子部２１ｉに対し下の素子部２１ｉよりも電流密度が大きくなるように電流を供給する。この回路としては、例えば、図１８（ｂ）に示すものを用いることが可能である。
【０１４１】
本変形例によれば、上の素子部２１ｉ（ＬＥＤ素子の長辺に近いｐ電極２１ｇを備える素子部）に対し下の素子部２１ｉよりも大きな電流を供給することで、縦断面においては、上のｐ電極２１ｇ（ｐ電極のうちＬＥＤ素子の長辺に最も近接しているｐ電極２１ｇ）側にピークを持ち、上のｐ電極２１ｇから下のｎ電極２１ｃに向かうにつれ徐々に減少する電流分布（図２０（ｃ）と略同一の分布）を形成することが可能となる。つまり、上の素子部２１ｉの電流密度は、下の素子部２１ｉの電流密度より大きい。
【０１４２】
このように分布した電流により上下の活性層２１ｄが発光することで、ＬＥＤ素子２１（の発光面）には、上記電流分布と同様の輝度分布、すなわち、ＬＥＤ素子２１の発光面（縦断面）においては、上のｐ電極２１ｇ側にピークを持ち、上のｐ電極２１ｇから下のｎ電極２１ｃに向かうにつれ徐々に減少する輝度分布（図２０（ｃ）参照）が形成され、ＬＥＤ素子２１の発光面（横断面）においては、一定の輝度分布が形成される。
【０１４３】
したがって、本変形例のＬＥＤ素子２１の発光面を覆うように波長変換層２２を配置することで、縦断面においては上のｐ電極２１ｇ側にピークを持ち、上のｐ電極２１ｇから下のｎ電極２１ｃに向かうにつれ徐々に減少する輝度分布（図２０（ｃ）参照）が形成され、横断面においては一定の輝度分布が形成される、ヘッドランプ用配光パターンの形成に適した輝度分布の光源２０を構成することが可能となる。
【０１４４】
また、本変形例のＬＥＤ素子２１を含む光源２０は上記実施形態の光源２０と同様、上のｐ電極２１ｇ側にピークを持つ（上のｐ電極２１ｇ側が急峻に立ち上がる）輝度分布であるため、本変形例のＬＥＤ素子２１を含む光源２０を用いて、車両用灯具１０（図１参照）、変形例１−１〜１−４の車両用灯具１０（図１０〜図１３参照）を構成することが可能である。
【０１４５】
例えば、上のｐ電極２１ｇ側（輝度がピークの部分）を車両前方側に位置させ、下のｎ電極を車両後方側（すなわち反射面３１側）に位置させ、かつ、照射方向（すなわち発光面）が下向きとなるように光源２０を配置することで、図１に示すのと同様の車両用灯具１０を構成することが可能となる。図１０〜図１３に示す車両用灯具１０についても同様に構成することが可能となる。
【０１４６】
また、本変形例によれば、上の素子部２１ｉ及び下の素子部２１ｉへ供給する電流、電流密度を個別に調整することで、ＬＥＤ素子２１（光源２０）の縦断面における輝度分布（ピークの位置、ピークの幅等）を目的の輝度分布に調整することが可能となる。
【０１４７】
この場合も、各電極２１ｃ、２１ｆ、２１ｇの面積、幅、厚み、両電極２１ｃ、２１ｇの間隔、溝部Ｇ２の位置、幅等を調整し、横縞が生じないような輝度分布を形成することが好ましい。
【０１４８】
本変形例においては、例えば、ＬＥＤ素子２１に供給される電流量の変化を検出する回路（図示せず）等を設け、図１９に示すように、ＬＥＤ素子２１におけるワイヤーＷ等の断線、短絡を検出し（ステップＳ１０、Ｓ１２）、当該断線、短絡が検出された場合には（ステップＳ１０：Ｙｅｓ、Ｓ１２：Ｙｅｓ）、その旨の異常信号を車両側装置へ送出する（ステップＳ１４）ことも可能である。この場合、車両側装置においては、当該異常信号に基づきその旨の表示等が行われる。
【０１４９】
なお、上記実施形態及び各変形例では、ＬＥＤ素子２１が青色光を発光するＬＥＤ素子であり、波長変換層２２がＬＥＤ素子２１からの青色光で励起されて黄色光を発光する波長変換層であるように説明したが本発明はこれに限定されない。ＬＥＤ素子２１としては青色光以外の波長の光を発光するＬＥＤ素子を用いることが可能であり、波長変換層２２としては黄色以外の波長の光を発光する波長変換層を用いることが可能である。
【０１５０】
上記実施形態はあらゆる点で単なる例示にすぎない。これらの記載によって本発明は限定的に解釈されるものではない。本発明はその精神または主要な特徴から逸脱することなく他の様々な形で実施することができる。
【符号の説明】
【０１５１】
１０…車両用灯具、２０…光源、２１…ＬＥＤ素子、２１ａ…基板（サファイア基板）、２１ｂ…ｎ型半導体層、２１ｂ１…細幅領域、２１ｃ…ｎ電極、２１ｃ１…パッド、２１ｃ２…付加電極、２１ｄ…活性層、２１ｅ…ｐ型半導体層、２１ｆ…透明電極、２１ｆ…透明電極、２１ｆ１…細幅領域、２１ｇ…ｎ電極、２１ｇ１…パッド、２１ｇ２…付加電極、２１ｈ…素子部、２１ｉ…素子部、２２…波長変換層（蛍光体）、３０…投影光学系
【図１】
0005585829.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図６】
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