(57)【要約】【課題】大型化するのを抑制しながら、消費電力を低減するとともに、配光パターンに所望の濃淡を形成することが可能な前照灯を提供する。【解決手段】この前照灯１０は、半導体レーザ素子２１（半導体レーザ装置２０）からの光を走査して出射する照射ユニット３０と、照射ユニット３０から出射する光により形成される配光パターンを決定する制御部４１と、制御部４１により決定された配光パターンに基づいて、照射ユニット３０の走査に連動して半導体レーザ素子２１の出力を調節する出力調節部４０とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体に用いられる前照灯であって、
半導体発光素子からの光を走査して出射する照射ユニットと、
前記照射ユニットから出射する光により形成される配光パターンを決定する配光パターン決定部と、
前記配光パターン決定部により決定された前記配光パターンに基づいて、前記照射ユニットの走査に連動して前記半導体発光素子の出力を調節する出力調節部とを備えることを特徴とする前照灯。
【請求項２】
前記半導体発光素子は、半導体レーザ素子を含むことを特徴とする請求項１に記載の前照灯。
【請求項３】
前記配光パターン決定部は、前記移動体の進行状態に応じて、前記配光パターンを決定することを特徴とする請求項１または２に記載の前照灯。
【請求項４】
赤外光を受光し検知信号を出力する赤外光受光部をさらに備え、
前記配光パターン決定部は、前記赤外光受光部からの検知信号に基づいて、前記配光パターンを決定することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の前照灯。
【請求項５】
前記配光パターン決定部は、前記赤外光受光部からの検知信号に基づいて、人が存在する領域を減光または消灯するように、前記配光パターンを決定することを特徴とする請求項４に記載の前照灯。
【請求項６】
前記配光パターン決定部は、前記赤外光受光部からの検知信号に基づいて、前記移動体の進行に対する危険物が存在する領域を増光または点灯するように、前記配光パターンを決定することを特徴とする請求項４または５に記載の前照灯。
【請求項７】
近赤外光を出射する近赤外光出射部をさらに備え、
前記赤外光受光部は、反射された前記近赤外光を受光することを特徴とする請求項４〜６のいずれか１項に記載の前照灯。
【請求項８】
前記赤外光受光部は、遠赤外光を受光することを特徴とする請求項４〜７のいずれか１項に記載の前照灯。
【請求項９】
前記照射ユニットは、前記配光パターンに基づいて、光を照射する必要がある領域のみを走査することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の前照灯。
【請求項１０】
前記半導体発光素子は、互いに異なる中心波長の光を出射する複数種類の半導体発光素子を含むことを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の前照灯。
【請求項１１】
前記複数種類の半導体発光素子毎にレンズが設けられていることを特徴とする請求項１０に記載の前照灯。
【請求項１２】
前記照明ユニットは、前記半導体発光素子からの光を反射する反射部材と、前記反射部材を駆動させる駆動機構とを含むことを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の前照灯。
【請求項１３】
前記半導体発光素子は、前記照射ユニットに一体的に設けられていることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載の前照灯。
【請求項１４】
前記照射ユニットから出射される光の広がり角度は、１度以下であることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１項に記載の前照灯。
【請求項１５】
前記移動体は、自動車であることを特徴とする請求項１〜１４のいずれか１項に記載の前照灯。
【請求項１６】
請求項１〜１５のいずれか１項に記載の前照灯を備えることを特徴とする移動体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、前照灯およびそれを備えた移動体に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、自動車（移動体）に用いられる前照灯は、自動車の走行ビームを照射するハイビーム照射用の光源と、すれ違いビームを照射するロービーム照射用の光源とを備えている。このような光源としては、ハロゲンランプやＨＩＤランプ（メタルハライドランプ）などが用いられている。しかしながら、このような従来の前照灯では、走行状態に応じて配光パターンを変更するために、ハイビーム照射用の光源とロービーム照射用の光源とを設ける必要があるので、前照灯が大型化するという不都合がある。
【０００３】
また、従来、自動車の走行状態に応じて配光パターンを変更するために、光源から出射した光の一部を遮光するシェードを設けた前照灯も知られている。
【０００４】
しかしながら、このような従来の前照灯では、光源から出射した光の一部を遮光するので、光の利用効率が低下するのを抑制することが困難であり、消費電力を低減するのが困難であるという不都合がある。
【０００５】
そこで、上記不都合を改善するために、レーザ光を走査することにより所定の配光パターンを形成する前照灯が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
上記特許文献１には、レーザ発生器と、レーザ発生器からの光を反射して前方に出射する複数のミラー（反射部材）とを備えた自動車用ヘッドライト（前照灯）が開示されている。この自動車用ヘッドライトは、複数のミラーを駆動することにより、レーザ発生器からの光を高速で走査して前方に出射するように構成されている。
【０００７】
上記特許文献１の自動車用ヘッドライトでは、ミラーの駆動を制御するだけで、配光パターンを変更することが可能であり、例えば、ハイビーム照射用の光源と、ロービーム照射用の光源とを設ける必要が無い。このため、自動車用ヘッドライトが大型化するのを抑制することが可能である。
【０００８】
また、上記特許文献１の自動車用ヘッドライトでは、レーザ発生器から出射した光の一部を遮光することなく、配光パターンを変更することが可能であるので、光の利用効率が低下するのを抑制することが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開昭６３−３１２２４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、従来の前照灯により形成される配光パターンは、一般的に、走行方向の正面部分が最も照度が高く、その周辺部分は照度が低くなるように設定されている。すなわち、配光パターンに濃淡が形成されている。
【００１１】
しかしながら、上記特許文献１の自動車用ヘッドライトでは、配光パターンに濃淡を形成するのが困難であるという問題点がある。具体的には、上記特許文献１の自動車用ヘッドライトでは、高速で光を走査する必要がある。一方、一般的なレーザ発生器では、出力の安定性が低く、出力が安定するとしても、入力電力を変更してから出力が安定するまでに時間がかかる。このため、光の走査に対して、レーザ発生器の出力調節が間に合わないので、配光パターンに所望の濃淡を形成するのは困難である。
【００１２】
また、上記特許文献１の自動車用ヘッドライトでは、配光パターンに所望の濃淡を形成するのが困難であるので、照度を高くする必要がない領域も照度が高くなり、消費電力をより低減するのが困難であるという問題点もある。
【００１３】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、大型化するのを抑制しながら、消費電力を低減するとともに、配光パターンに所望の濃淡を形成することが可能な前照灯およびそれを備えた移動体を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するために、この発明の第１の局面による前照灯は、移動体に用いられる前照灯であって、半導体発光素子からの光を走査して出射する照射ユニットと、照射ユニットから出射する光により形成される配光パターンを決定する配光パターン決定部と、配光パターン決定部により決定された配光パターンに基づいて、照射ユニットの走査に連動して半導体発光素子の出力を調節する出力調節部とを備える。
【００１５】
この第１の局面による前照灯では、上記のように、半導体発光素子からの光を走査して出射する照射ユニットと、照射ユニットから出射する光により形成される配光パターンを決定する配光パターン決定部とを設ける。これにより、照射ユニットを用いて半導体発光素子からの光を走査して出射することにより、所望の配光パターンを形成することができる。また、照射ユニットの駆動を制御するだけで、種々の配光パターンを形成するができるので、配光パターンを変更するために、ハイビーム照射用の光源とロービーム照射用の光源とを設ける必要がない。このため、前照灯が大型化するのを抑制することができる。
【００１６】
また、半導体発光素子から出射した光の一部を遮光することなく、配光パターンを変更することができるので、光の利用効率が低下するのを抑制することができる。これにより、消費電力を低減することができる。
【００１７】
また、第１の局面による前照灯では、上記のように、光源として半導体発光素子を用いることによって、配光パターンに濃淡を形成することができる。具体的には、例えば一般的なレーザ発生器では、出力の安定性が低く、出力が安定するとしても、入力電力を変更してから出力が安定するまでに時間がかかる。その一方、半導体発光素子では、入力電力を変更してから１０ｎｓｅｃ以内に出力が安定する。すなわち、一般的なレーザ発生器を用いる場合と異なり、出力調節部から供給される電力が変化されると、半導体発光素子の出力は瞬時に変化して安定する。このため、走査に連動して半導体発光素子の出力を調節することができるので、配光パターンに照度の高い部分と照度の低い部分とを形成することができる。すなわち、配光パターンに濃淡を形成することができる。
【００１８】
また、配光パターンに濃淡を形成することができるので、照度を高くする必要がない領域においては半導体発光素子の出力を低くすることができる。これにより、消費電力をより低減することができる。
【００１９】
また、光源として半導体発光素子を用いることによって、例えば一般的なレーザ発生器を用いる場合に比べて、光源をより小型化することができる。
【００２０】
上記第１の局面による前照灯において、好ましくは、半導体発光素子は、半導体レーザ素子を含む。半導体レーザ素子は、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）よりも高出力であるので、光源としてＬＥＤを用いる場合に比べて、光源の数を低減することができ、光源をさらに小型化することができる。
【００２１】
また、光源として半導体レーザ素子を用いることによって、照射ユニットから出射する光の広がり角が大きくなるのを容易に抑制することができるので、高精細な配光パターンを容易に形成することができる。
【００２２】
なお、半導体レーザ素子から出射したコヒーレンス性の高い光は、照射ユニットにより、走査されて出射されるので、半導体レーザ素子から出射した光が人の眼に入射される時間を短くすることができる。これにより、光源として半導体レーザ素子を用いた場合であっても、人の眼に悪影響を及ぼすのを抑制することができる。
【００２３】
上記第１の局面による前照灯において、好ましくは、配光パターン決定部は、移動体の進行状態に応じて、配光パターンを決定する。このように構成すれば、移動体の進行状態に適した配光パターンに変更することができる。このため、照度を高くする必要がない領域においては半導体発光素子の出力を低くすることができるので、消費電力をより低減することができる。また、移動体の進行状態に適した配光パターンに変更することにより、運転者の視認性を向上させることもできるので、安全性を向上させることができる。
【００２４】
上記第１の局面による前照灯において、好ましくは、赤外光を受光し検知信号を出力する赤外光受光部をさらに備え、配光パターン決定部は、赤外光受光部からの検知信号に基づいて、配光パターンを決定する。このように構成すれば、移動体の進行方向周辺のその時の状況に適した配光パターンに変更することができる。このため、照度を高くする必要がない領域においては半導体発光素子の出力を低くすることができるので、消費電力をより低減することができる。また、移動体の進行方向周辺のその時の状況に適した配光パターンに変更することにより、例えば、運転者の視認性を向上させたり、人に与えるグレア光を抑制することができる。
【００２５】
上記赤外光受光部を備える前照灯において、好ましくは、配光パターン決定部は、赤外光受光部からの検知信号に基づいて、人が存在する領域を減光または消灯するように、配光パターンを決定する。このように構成すれば、消費電力をより低減することができるとともに、人に与えるグレア光を抑制することができる。
【００２６】
上記赤外光受光部を備える前照灯において、好ましくは、配光パターン決定部は、赤外光受光部からの検知信号に基づいて、移動体の進行に対する危険物が存在する領域を増光または点灯するように、配光パターンを決定する。このように構成すれば、運転者の危険物に対する視認性を向上させることができるので、安全性をより向上させることができる。
【００２７】
上記赤外光受光部を備える前照灯において、好ましくは、近赤外光を出射する近赤外光出射部をさらに備え、赤外光受光部は、反射された近赤外光を受光する。このように構成すれば、赤外光受光部により、人などの発熱体以外のものも検知することができるので、特に有効である。
【００２８】
上記赤外光受光部を備える前照灯において、好ましくは、赤外光受光部は、遠赤外光を受光する。このように構成すれば、容易に、人などの発熱体を検知することができる。
【００２９】
上記第１の局面による前照灯において、好ましくは、照射ユニットは、配光パターンに基づいて、光を照射する必要がある領域のみを走査する。このように構成すれば、照射ユニットの無駄な動作を無くすことができるので、消費電力をより低減することができる。
【００３０】
上記第１の局面による前照灯において、好ましくは、半導体発光素子は、互いに異なる中心波長の光を出射する複数種類の半導体発光素子を含む。このように構成すれば、照射ユニットから、例えば白色光を出射する場合にも、半導体発光素子からの光の波長を変換するための蛍光体などの光変換部材を用いる必要がない。これにより、光変換部材での光のロスを無くすことができるので、消費電力をより低減することができる。また、蛍光体を用いる必要がないので、半導体発光素子が半導体レーザ素子を含む場合には、照射ユニットから指向性の高い状態で光を出射することができる。これにより、高精細な配光パターンを形成することができる。
【００３１】
また、複数の半導体発光素子を、互いに異なる中心波長の光を出射するように構成することによって、蛍光体などの光変換部材を用いない場合であっても、運転者の視認性が低下するのを抑制することができる。具体的には、照射ユニットから出射される光が単色光（例えば、赤色光）である場合、赤色の対象物に対する視認性が低下する。一方、上記第１の局面による前照灯では、照射ユニットから、例えば補色関係にある光を出射すれば、対象物に対する視認性が低下するのを容易に抑制することができる。
【００３２】
上記半導体発光素子が複数種類の半導体発光素子を含む前照灯において、好ましくは、複数種類の半導体発光素子毎にレンズが設けられている。このように構成すれば、半導体発光素子から出射される光の波長に応じてレンズを形成することができるので、色収差が発生するのを抑制することができる。これにより、運転者の視認性が低下するのを抑制することができる。
【００３３】
上記第１の局面による前照灯において、好ましくは、照明ユニットは、半導体発光素子からの光を反射する反射部材と、反射部材を駆動させる駆動機構とを含む。このように構成すれば、駆動機構を用いて反射部材を駆動させることにより、半導体発光素子からの光を、容易に走査して出射することができる。また、駆動部分（反射部材）を小型化することができるので、走査速度を容易に向上させることができる。
【００３４】
上記第１の局面による前照灯において、好ましくは、半導体発光素子は、照射ユニットに一体的に設けられている。このように構成すれば、反射部材などを別途設ける必要がないので、部品点数が増加するのを抑制することができる。
【００３５】
上記第１の局面による前照灯において、好ましくは、照射ユニットから出射される光の広がり角度は、１度以下である。このように構成すれば、高精細な配光パターンを形成することができる。
【００３６】
上記第１の局面による前照灯において、移動体は、自動車であってもよい。この場合、移動体は、電気自動車であってもよい。電気自動車は、例えばガソリン車やディーゼル車などとは異なり、燃料を用いて電気を発生させることができない。このため、電気自動車に、上記のような消費電力を低減することが可能な前照灯を用いることは、特に有効である。
【００３７】
この発明の第２の局面による移動体は、上記の構成の前照灯を備える。このように構成すれば、大型化するのを抑制しながら、消費電力を低減するとともに、配光パターンに所望の濃淡を形成することが可能な前照灯を備えた移動体を得ることができる。
【発明の効果】
【００３８】
以上のように、本発明によれば、大型化するのを抑制しながら、消費電力を低減するとともに、配光パターンに所望の濃淡を形成することが可能な前照灯およびそれを備えた移動体を容易に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の第１実施形態による前照灯を備えた自動車の全体構成を示したブロック図である。
【図２】図１に示した本発明の第１実施形態による前照灯の照射ユニットの構造を説明するための図である。
【図３】図１に示した本発明の第１実施形態による前照灯の照射ユニットの構造を説明するための平面図である。
【図４】図１に示した本発明の第１実施形態による前照灯の照射ユニットの構造を説明するための平面図である。
【図５】図１に示した本発明の第１実施形態による前照灯の照射ユニットの構造を説明するための平面図である。
【図６】図１に示した本発明の第１実施形態による前照灯の照射ユニットの構造を説明するための側面図である。
【図７】図１に示した本発明の第１実施形態による前照灯の照射ユニットの構造を説明するための側面図である。
【図８】図１に示した本発明の第１実施形態による前照灯の照射ユニットの構造を説明するための側面図である。
【図９】図１に示した本発明の第１実施形態による前照灯の半導体レーザ装置の構造を説明するための斜視図である。
【図１０】図１に示した本発明の第１実施形態による前照灯の半導体レーザ装置の構造を説明するための斜視図である。
【図１１】図１に示した本発明の第１実施形態による前照灯の半導体レーザ素子から出射される光の強度特性を示した図である。
【図１２】図１に示した本発明の第１実施形態による前照灯の半導体レーザ装置の構造を示した部分断面図である。
【図１３】図１に示した本発明の第１実施形態による前照灯のハイビーム用配光パターンを示した等照度曲線図である。
【図１４】図１に示した本発明の第１実施形態による前照灯のロービーム用配光パターンを示した等照度曲線図である。
【図１５】図１に示した本発明の第１実施形態による前照灯の市街地走行用配光パターンを示した等照度曲線図である。
【図１６】図１に示した本発明の第１実施形態による前照灯の高速走行用配光パターンを示した等照度曲線図である。
【図１７】図１に示した本発明の第１実施形態による前照灯の曲線道路走行用配光パターンを示した等照度曲線図である。
【図１８】図１に示した本発明の第１実施形態による前照灯の雨天時用配光パターンを示した等照度曲線図である。
【図１９】図１に示した本発明の第１実施形態による前照灯の停止時用配光パターンを示した等照度曲線図である。
【図２０】図１に示した本発明の第１実施形態による前照灯の光の走査を説明するための図である。
【図２１】図１に示した本発明の第１実施形態による前照灯の光の走査を説明するための図である。
【図２２】図１に示した本発明の第１実施形態による前照灯の光の走査を説明するための図である。
【図２３】本発明の第２実施形態による前照灯の照射ユニットの構造を説明するための斜視図である。
【図２４】図２３に示した本発明の第２実施形態による前照灯の照射ユニットの構造を説明するための平面図である。
【図２５】図２３に示した本発明の第２実施形態による前照灯の照射ユニットの構造を説明するための側面図である。
【図２６】図２３に示した本発明の第２実施形態による前照灯の照射ユニットの構造を説明するための背面図である。
【図２７】図２３に示した本発明の第２実施形態による前照灯の照射ユニットの構造を説明するための平面図である。
【図２８】図２３に示した本発明の第２実施形態による前照灯の照射ユニットの構造を説明するための平面図である。
【図２９】図２３に示した本発明の第２実施形態による前照灯の照射ユニットの構造を説明するための側面図である。
【図３０】図２３に示した本発明の第２実施形態による前照灯の照射ユニットの構造を説明するための側面図である。
【図３１】本発明の第３実施形態による前照灯を備えた自動車の全体構成を示したブロック図である。
【図３２】図３１に示した本発明の第３実施形態による前照灯の半導体レーザ装置の構造を説明するための斜視図である。
【図３３】図３１に示した本発明の第３実施形態による前照灯の配光パターンを示した図である。
【図３４】本発明の第４実施形態による前照灯の半導体レーザ装置の構造を説明するための斜視図である。
【図３５】本発明の第４実施形態による前照灯の半導体レーザ装置の構造を説明するための部分断面図である。
【図３６】本発明の第１変形例による半導体レーザ装置の構造を示した部分断面図である。
【図３７】図３６に示した本発明の第１変形例による半導体レーザ装置から出射される光の強度特性を示した図である。
【図３８】本発明の第２変形例による半導体レーザ装置の構造を説明するための斜視図である。
【図３９】図３８に示した本発明の第２変形例による半導体レーザ装置の構造を説明するための部分断面図である。
【図４０】本発明の第３変形例による照射ユニットの構造を説明するための図である。
【図４１】光の走査を行わずに配光パターンを形成する照射ユニットの構造を示した斜視図である。
【図４２】図４１に示した照射ユニットの構造を示した平面図である。
【図４３】図４１に示した照射ユニットの構造を示した側面図である。
【図４４】図４１に示した半導体レーザ装置の構造を示した部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、理解を容易にするために、断面図でなくてもハッチングを施したり、断面図であってもハッチングを施さない場合もある。
【００４１】
（第１実施形態）
まず、図１〜図１９を参照して、本発明の第１実施形態による前照灯１０を備えた自動車１の構成について説明する。
【００４２】
本発明の第１実施形態による自動車１は、例えば電気自動車である。また、自動車１は、図１に示すように、走行方向の前方を照射する前照灯１０と、前照灯１０のハイビームとロービームとを切り替えるための切替スイッチ２と、自動車１の車速を検出するための車速検出器３とを備えている。なお、自動車１は、本発明の「移動体」の一例である。
【００４３】
切替スイッチ２は、ハンドル（図示せず）周辺に設けられており、運転者（図示せず）が前照灯１０のハイビーム／ロービームを切り替える際に操作するためのものである。
【００４４】
車速検出器３は、例えば前輪または後輪の回転数から自動車１の車速を検出するために設けられている。
【００４５】
前照灯１０は、半導体レーザ装置２０と、半導体レーザ装置２０からの光を走行方向の前方に出射する照射ユニット３０と、半導体レーザ装置２０の出力を調節するための出力調節部４０と、前照灯１０全体を制御する制御部４１と、制御部４１に接続されたメモリ４２とを含んでいる。
【００４６】
照射ユニット３０は、自動車１の左右の前端部に１つずつ設けられている。また、照射ユニット３０は、図２に示すように、中心軸Ｌ１を中心として所定の角度範囲で回動するミラー３１と、中心軸Ｌ２を中心として所定の角度範囲で回動するミラー３２と、ミラー３１および３２をそれぞれ駆動（回動）するモータなどからなる駆動機構３３および３４とを含んでいる。なお、ミラー３１および３２は、本発明の「反射部材」の一例である。
【００４７】
ミラー３１は、半導体レーザ装置２０からの光をミラー３２に反射するように形成されている。ミラー３２は、ミラー３１からの光を反射して自動車１の前方に出射するように形成されている。また、ミラー３２は、ミラー３１よりも大きい面積を有する。これは、ミラー３１には、半導体レーザ装置２０からの光が略一定の位置に入射されるのに対して、ミラー３２には、ミラー３１の回動に起因して、所定の範囲で光が入射されるためである。
【００４８】
また、ミラー３１は、照射ユニット３０から出射する光の水平方向（横方向）の角度制御を行う機能を有する。具体的には、図３に示すように、ミラー３１の回動の中心軸Ｌ１は、鉛直方向（縦方向）に延びるように設けられている。そして、ミラー３１は、中心軸Ｌ１を中心としてＡ方向に回動するように形成されている。
【００４９】
例えば、図４に示すように、ミラー３１が中心軸Ｌ１を中心としてＡ方向の一方（Ａ１方向）に回動されると、照射ユニット３０から出射する光は、左側前方に出射される。その一方、図５に示すように、ミラー３１が中心軸Ｌ１を中心としてＡ方向の他方（Ａ２方向）に回動されると、照射ユニット３０から出射する光は、右側前方に出射される。
【００５０】
また、ミラー３２は、照射ユニット３０から出射する光の鉛直方向（縦方向）の角度制御を行う機能を有する。具体的には、図６に示すように、ミラー３２の回動の中心軸Ｌ２は、水平方向（横方向）に延びるように設けられている。そして、ミラー３２は、中心軸Ｌ２を中心としてＢ方向に回動するように形成されている。
【００５１】
例えば、図７に示すように、ミラー３２が中心軸Ｌ２を中心としてＢ方向の一方（Ｂ１方向）に回動されると、照射ユニット３０から出射する光は、上側前方に出射される。また、図８に示すように、ミラー３２が中心軸Ｌ２を中心としてＢ方向の他方（Ｂ２方向）に回動されると、照射ユニット３０から出射する光は、下側前方に出射される。
【００５２】
半導体レーザ装置２０は、互いに異なる中心波長の光を出射する複数種類の半導体レーザ素子２１（図９参照）を含んでおり、白色光が得られるように構成されている。具体的には、図９および図１０に示すように、半導体レーザ装置２０は、３種類の半導体レーザ素子２１と、３種類の半導体レーザ素子２１が積み重ねられた状態で収納される放熱部材２２と、放熱部材２２に取り付けられたキャップ２３（図１０参照）と、キャップ２３に取り付けられたレンズ２４（図１０参照）とを含んでいる。なお、半導体レーザ素子２１は、本発明の「半導体発光素子」の一例である。
【００５３】
半導体レーザ素子２１は、例えば、約６４０ｎｍ付近に中心波長を有する赤色光のレーザ光を出射する赤色半導体レーザ素子２１ａと、約４５０ｎｍ付近に中心波長を有する青色光のレーザ光を出射する青色半導体レーザ素子２１ｂと、約５２０ｎｍ付近に中心波長を有する緑色光のレーザ光を出射する緑色半導体レーザ素子２１ｃとを含んでいる。なお、図面では、赤色半導体レーザ素子２１ａ、青色半導体レーザ素子２１ｂおよび緑色半導体レーザ素子２１ｃの各々は、１つの素子として示しているが、１種類の半導体レーザ素子２１（例えば、赤色半導体レーザ素子２１ａ）には、１つの共振器（図示せず）を有する赤色半導体レーザ素子部が、分割された状態または分割されていない状態で、複数（例えば１０個）含まれている。これにより、半導体レーザ素子２１の出力を容易に向上させることが可能であり、半導体レーザ素子２１を前照灯１０の光源として用いることが可能である。なお、赤色半導体レーザ素子２１ａ、青色半導体レーザ素子２１ｂおよび緑色半導体レーザ素子２１ｃは、本発明の「半導体発光素子」および「半導体レーザ素子」の一例である。
【００５４】
また、３種類の半導体レーザ素子２１から出射する光は、図１１に示すように、発振波長近傍にのみ非常に強い発振波長のピークを有する。上記赤色、青色および緑色の可視光は、混色されると白色光になるので、半導体レーザ装置２０は、白色の可視光を出射することになる。
【００５５】
なお、第１実施形態では、半導体レーザ装置２０には、半導体レーザ素子２１から出射した光の波長を変換する蛍光体などの光変換部材は含まれていない。
【００５６】
また、図１２に示すように、キャップ２３の内部には、乾燥空気が封入されている。これにより、半導体レーザ装置２０の信頼性が向上する。
【００５７】
レンズ２４は、半導体レーザ素子２１から出射した光を、所定の広がり角θ１にして出射する機能を有する。具体的には、レンズ２４から出射する光の広がり角θ１は、約０．５２度に設定されている。また、光の広がり角θ１は、約１度以下に設定されることが好ましい。なお、レンズ２４から出射する光の広がり角と、照射ユニット３０から出射する光の広がり角とは等しい。
【００５８】
図１に示すように、出力調節部４０は、制御部４１からの制御信号により半導体レーザ素子２１（半導体レーザ装置２０）に供給する電力を調節することによって、半導体レーザ素子２１の出力を調節する機能を有する。なお、半導体レーザ素子２１は、入力電力（出力調節部４０から供給される電力）が変更されてから１０ｎｓｅｃ以内に出力が安定する。すなわち、出力調節部４０から供給される電力が変化されると、半導体レーザ素子２１の出力は瞬時に変化して安定する。
【００５９】
ここで、第１実施形態では、制御部４１は、自動車１の走行状態（進行状態）などに応じて、照射ユニット３０から出射する光により形成する配光パターンを決定する機能を有する。なお、制御部４１は、本発明の「配光パターン決定部」の一例である。
【００６０】
また、第１実施形態では、制御部４１は、決定した配光パターンに基づいて、駆動機構３３および３４によりミラー３１および３２を駆動させ、照射ユニット３０から出射する光を走査するように構成されている。また、制御部４１は、決定した配光パターンに基づいて、照射ユニット３０の光の走査に連動して半導体レーザ素子２１の出力を調節するように、出力調節部４０に制御信号を出力するように構成されている。
【００６１】
メモリ４２には、複数の配光パターンが予め記憶されている。複数の配光パターンとは、例えば、ハイビーム用配光パターン、ロービーム用配光パターン、市街地走行用配光パターン、高速走行用配光パターン、曲線道路走行用配光パターン、雨天時用配光パターンおよび停止時用配光パターンなどである。
【００６２】
ここで、図１３〜図１９を参照して、ハイビーム用配光パターン、ロービーム用配光パターン、市街地走行用配光パターン、高速走行用配光パターン、曲線道路走行用配光パターン、雨天時用配光パターンおよび停止時用配光パターンについて説明する。
【００６３】
なお、図１３〜図１９では、自動車１の、例えば２５ｍ前方の位置に仮想スクリーンＳを配置した場合を仮定し、その仮想スクリーンＳに投影される配光パターンについて説明する。また、図中、細線でハッチングされた領域Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３およびＳ４は、前照灯１０による照射領域を示し、太線でハッチングされた領域Ｓ５０は、前照灯１０により照射されない領域を示している。
【００６４】
ハイビーム用配光パターンは、図１３に示すように、走行方向の前方の遠い領域（上側の領域）を照射するためのものであり、例えば左右対称な形状になっている。
【００６５】
ロービーム用配光パターンは、図１４に示すように、ハイビーム用配光パターンに比べて、走行方向の前方の近い領域で、かつ、左右に広い範囲を照射するためのものである。また、図１４は、左側走行用の配光パターンであり、左側に比べて右側の照射範囲が近い領域（下側の領域）のみを照射するようになっている。また、ロービーム用配光パターンには、濃淡が形成されている。具体的には、照射領域の中心部分では最も照度が高く、周辺部分では最も照度が低くなっている。すなわち、領域Ｓ１が、最も照度が高く、領域Ｓ２は、領域Ｓ１よりも照度が低い。また、領域Ｓ３は、領域Ｓ２よりも照度が低く、領域Ｓ４は、領域Ｓ３よりも照度が低い。また、照射領域のうち、右側の上側の領域Ｓ１０において、領域Ｓ１〜Ｓ４の間隔が狭くなっている。すなわち、配光パターンの濃淡の勾配が大きくなっている。
【００６６】
市街地走行用配光パターンは、図１５に示すように、ロービーム用配光パターンに比べて、近い領域（下側の領域）で、かつ、さらに左右に広い範囲を照射するようになっている。
【００６７】
高速走行用配光パターンは、図１６に示すように、ロービーム用配光パターンに比べて、やや遠い領域で、かつ、左右に狭い範囲を照射するようになっている。
【００６８】
曲線道路走行用配光パターンは、図１７に示すように、自動車１の曲がる方向を照射するようになっている。なお、図１７では、自動車１が右側に曲がる場合の配光パターンを示している。
【００６９】
雨天時用配光パターンは、図１８に示すように、ロービーム用配光パターンに比べて、下側の領域（近い領域）を減光するようになっている。これにより、光が地面で反射するのを抑制することが可能である。なお、雨天時用配光パターンは、下側の領域（近い領域）を消灯するようになっていてもよい。
【００７０】
停止時用配光パターンは、図１９に示すように、ロービーム用配光パターンに比べて、さらに近い領域（下側の領域）を照射するようになっている。また、停止時用配光パターンでは、最も照度が高い領域Ｓ１は形成されない。
【００７１】
次に、図１を参照して、制御部４１による配光パターンの決定方法について説明する。
【００７２】
運転者（図示せず）が切替スイッチ２をハイビーム側に操作した場合、切替スイッチ２から制御部４１にハイビーム切替信号が出力される。そして、制御部４１により、照射ユニット３０から出射する光により形成する配光パターンが、ハイビーム用配光パターンに決定される。その後、制御部４１により、メモリ４２からハイビーム用配光パターンが読み出される。
【００７３】
また、運転者（図示せず）が切替スイッチ２をロービーム側に操作した場合、切替スイッチ２から制御部４１にロービーム切替信号が出力される。そして、制御部４１により、照射ユニット３０から出射する光により形成する配光パターンが、ロービーム用配光パターンに決定される。その後、制御部４１により、メモリ４２からロービーム用配光パターンが読み出される。
【００７４】
また、制御部４１により、自動車１が市街地を走行していると判断された場合、照射ユニット３０から出射する光により形成する配光パターンが、市街地走行用配光パターンに決定される。その後、制御部４１により、メモリ４２から市街地走行用配光パターンが読み出される。なお、自動車１が市街地を走行しているか否かの判断は、例えば、図示しないＧＰＳ（全地球測位システム）などを用いれば、容易に行うことが可能である。
【００７５】
また、制御部４１により、自動車１が高速走行していると判断された場合、照射ユニット３０から出射する光により形成する配光パターンが、高速走行用配光パターンに決定される。その後、制御部４１により、メモリ４２から高速走行用配光パターンが読み出される。なお、自動車１が高速走行しているか否かの判断は、車速検出器３からの回転数信号により、容易に行うことが可能である。具体的には、車速検出器３は、自動車１の前輪または後輪の回転数に応じた回転数信号を制御部４１に出力し、制御部４１は、回転数信号に基づいて自動車１の車速を算出する。そして、車速が、例えば６０ｋｍ／ｈ以上である場合、制御部４１により、自動車１が高速走行していると判断される。
【００７６】
また、制御部４１により、自動車１が曲線道路を走行していると判断された場合、照射ユニット３０から出射する光により形成する配光パターンが、曲線道路走行用配光パターンに決定される。その後、制御部４１により、メモリ４２から曲線道路走行用配光パターンが読み出される。なお、自動車１が曲線道路を走行しているか否かの判断は、例えば、ハンドルの操舵角を検出する操舵角検出部（図示せず）などを設ければ、容易に行うことが可能である。
【００７７】
また、制御部４１により、雨が降っていると判断された場合、照射ユニット３０から出射する光により形成する配光パターンが、雨天時用配光パターンに決定される。その後、制御部４１により、メモリ４２から雨天時用配光パターンが読み出される。なお、雨が降っているか否かの判断は、降雨センサー（図示せず）などを設ければ、容易に行うことが可能である。また、降雨センサーを設けず、ワイパーのオンオフスイッチ（図示せず）がオンされたときに雨が降っていると判断するように、制御部４１を構成してもよい。また、降雨センサーを設けず、雨天時用配光パターン切替スイッチ（図示せず）を設け、運転者（図示せず）が雨天時用配光パターン切替スイッチを操作するようにしてもよい。
【００７８】
また、制御部４１により、自動車１が停止していると判断された場合、照射ユニット３０から出射する光により形成する配光パターンが、停止時用配光パターンに決定される。その後、制御部４１により、メモリ４２から停止時用配光パターンが読み出される。なお、自動車１が停止しているか否かの判断は、車速検出器３からの回転数信号により、容易に行うことが可能である。例えば、車速検出器３からの回転数信号に基づいて算出した車速が０ｋｍ／ｈである場合、制御部４１により、自動車１が停止していると判断される。
【００７９】
次に、図２０〜図２２を参照して、前照灯１０による光の走査について説明する。
【００８０】
図２０に示すように、照射ユニット３０（前照灯１０）から出射する光は、約０．５２度の広がり角θ１を有した状態で前方に出射される。この広がり角θ１が小さいほど、配光パターンの解像度を向上させることが可能である。すなわち、高精細な配光パターンを形成することが可能である。
【００８１】
図２１に示すように、自動車１の約２５ｍ前方に仮想スクリーンＳが配置されていると仮定した場合、照射ユニット３０（前照灯１０）から出射した光は、広がり角θ１に対応した面積を有する領域を照射することになる。以下、広がり角θ１に対応した面積を有する領域を、１画素という。そして、１画素の大きさと、仮想スクリーンＳの大きさとから、仮想スクリーンＳの総画素数が決まる。
【００８２】
照射ユニット３０の駆動機構３３および３４は、制御部４１からの制御信号に基づいて駆動される。これにより、仮想スクリーンＳの範囲内で、白色光が走査されて出射される。具体的には、白色光は、例えば、仮想スクリーンＳの左上コーナー部から右側（水平方向）に走査され、次に１段下の段を逆側（右側から左側）に走査される。そして、さらに１段下の段を逆側（左側から右側）に走査される。このように、白色光は、ジグザグ状に走査される。
【００８３】
また、制御部４１は、決定した配光パターンに基づいて、照射ユニット３０の光の走査に連動して半導体レーザ素子２１の出力を調節するように、出力調節部４０に制御信号を出力する。これにより、仮想スクリーンＳの画素毎に半導体レーザ素子２１の出力を調節することが可能である。
【００８４】
例えば、仮想スクリーンＳの総画素数を６７５画素（＝縦１５画素×横４５画素）とし、１ｓｅｃ当たりに仮想スクリーンＳ全体を３０回走査する場合、１画素当たりの照射時間は約４９μｓｅｃとなる。ここで、半導体レーザ素子２１は、入力電力が変更されてから１０ｎｓｅｃ以内に出力が安定するので、半導体レーザ素子２１の出力を調節する時間は、照射時間に対して十分短い。これにより、半導体レーザ素子２１の出力を、容易に、画素毎に調節することが可能である。
【００８５】
また、図２１に示したように、仮想スクリーンＳ全体を走査するように、制御部４１を構成してもよいし、図２２に示すように、配光パターンのうちの、光を照射する必要がある領域（領域Ｓ１〜Ｓ４）のみを走査するように、制御部４１を構成してもよい。
【００８６】
仮想スクリーンＳ全体を走査する場合、照射ユニット３０は同じ動作を繰り返すだけなので、照射ユニット３０を制御しやすい。
【００８７】
一方、配光パターンのうちの、光を照射する必要がある領域（領域Ｓ１〜Ｓ４）のみを走査する場合、照射ユニット３０の無駄な動作を無くすことができるので、消費電力を低減することが可能である。なお、この場合、光を照射する必要がある領域のみを走査するための走査パターンを別途形成するように、制御部４１を構成すればよい。
【００８８】
第１実施形態では、上記のように、半導体レーザ素子２１からの光を走査して出射する照射ユニット３０と、照射ユニット３０から出射する光により形成される配光パターンを決定する制御部４１とを設ける。これにより、照射ユニット３０を用いて半導体レーザ素子２１からの光を走査して出射することにより、所望の配光パターンを形成することができる。また、照射ユニット３０の駆動を制御するだけで、種々の配光パターンを形成することができるので、配光パターンを変更するために、ハイビーム照射用の光源とロービーム照射用の光源とを設ける必要がない。このため、前照灯１０が大型化するのを抑制することができる。
【００８９】
また、半導体レーザ素子２１から出射した光の一部を遮光することなく、配光パターンを変更することができるので、光の利用効率が低下するのを抑制することができる。これにより、消費電力を低減することができる。
【００９０】
また、光源として半導体レーザ素子２１を用いることによって、配光パターンに濃淡を形成することができる。具体的には、例えば一般的なレーザ発生器では、出力の安定性が低く、出力が安定するとしても、入力電力を変更してから出力が安定するまでに時間がかかる。その一方、半導体レーザ素子２１では、入力電力を変更してから１０ｎｓｅｃ以内に出力が安定する。すなわち、一般的なレーザ発生器を用いる場合と異なり、出力調節部４０から供給される電力が変化されると、半導体レーザ素子２１の出力は瞬時に変化して安定する。このため、走査に連動して半導体レーザ素子２１の出力を調節することができるので、配光パターンに照度の高い部分と照度の低い部分とを形成することができる。すなわち、配光パターンに濃淡を形成することができる。
【００９１】
また、配光パターンに濃淡を形成することができるので、照度を高くする必要がない領域（例えば、領域Ｓ２〜Ｓ４）においては半導体レーザ素子２１の出力を低くすることができる。これにより、消費電力をより低減することができる。
【００９２】
また、光源として半導体レーザ素子２１を用いることによって、例えば一般的なレーザ発生器を用いる場合に比べて、光源をより小型化することができる。
【００９３】
また、半導体レーザ素子２１は、ＬＥＤよりも高出力であるので、光源としてＬＥＤを用いる場合に比べて、光源の数を低減することができ、さらに小型化することができる。
【００９４】
また、光源として半導体レーザ素子２１を用いることによって、照射ユニット３０から出射する光の広がり角θ１が大きくなるのを容易に抑制することができるので、高精細な配光パターンを容易に形成することができる。
【００９５】
なお、半導体レーザ素子２１から出射したコヒーレンス性の高い光は、照射ユニット３０により、走査されて出射されるので、半導体レーザ素子２１（照射ユニット３０）から出射した光が人の眼に入射される時間を短くすることができる。これにより、光源として半導体レーザ素子２１を用いた場合であっても、人の眼に悪影響を及ぼすのを抑制することができる。
【００９６】
また、第１実施形態では、上記のように、制御部４１を、自動車１の走行状態に応じて配光パターンを決定するように構成することによって、自動車１の走行状態に適した配光パターンに変更することができる。このため、照度を高くする必要がない領域においては半導体レーザ素子２１の出力を低くすることができるので、消費電力をより低減することができる。また、自動車１の走行状態に適した配光パターンに変更することにより、運転者の視認性を向上させることなどもできるので、安全性を向上させることができる。
【００９７】
また、第１実施形態では、上記のように、光源として、互いに異なる中心波長のレーザ光を出射する赤色半導体レーザ素子２１ａ、青色半導体レーザ素子２１ｂおよび緑色半導体レーザ素子２１ｃを用いる。これにより、照射ユニット３０から、白色光を出射する場合にも、半導体レーザ素子２１からの光の波長を変換するための蛍光体などの光変換部材を用いる必要がない。このため、光変換部材での光のロスを無くすことができるので、消費電力をより低減することができる。また、第１実施形態では、蛍光体を用いないので、蛍光体を用いる場合に比べて、照射ユニット３０から指向性の高い状態で光を出射することができる。これにより、より高精細な配光パターンを形成することができる。
【００９８】
また、赤色半導体レーザ素子２１ａ、青色半導体レーザ素子２１ｂおよび緑色半導体レーザ素子２１ｃを用いることによって、運転者の視認性が低下するのを抑制することができる。具体的には、レーザ光源として、例えば赤色半導体レーザ素子２１ａのみを用いた場合、赤色の対象物に対する視認性が低下する。一方、第１実施形態では、赤色、青色および緑色の光（白色光）を出射するので、対象物に対する視認性が低下するのを容易に抑制することができる。
【００９９】
また、第１実施形態では、上記のように、照射ユニット３０に、半導体レーザ素子２１からの光を反射させるミラー３１および３２と、ミラー３１および３２をそれぞれ駆動させる駆動機構３３および３４とを設けることによって、駆動機構３３および３４を用いてミラー３１および３２を駆動させることにより、半導体レーザ素子２１からの光を、容易に走査して出射することができる。また、駆動部分（ミラー３１および３２）を小型化することができるので、走査速度を容易に向上させることができる。
【０１００】
また、第１実施形態では、上記のように、自動車１は、電気自動車である。電気自動車は、例えばガソリン車やディーゼル車などとは異なり、燃料を用いて電気を発生させることができない。このため、電気自動車である自動車１に、上記のような消費電力を低減することが可能な前照灯１０を用いることは、特に有効である。
【０１０１】
（第２実施形態）
この第２実施形態では、図２３〜図３０を参照して、上記第１実施形態とは異なり、照射ユニット１３０に半導体レーザ装置１２０が一体的に設けられている場合について説明する。
【０１０２】
本発明の第２実施形態による前照灯では、図２３〜図２６に示すように、照射ユニット１３０は、台座部１３１と、台座部１３１上に設けられた支持部１３２と、支持部１３２に回動可能に取り付けられた半導体レーザ装置１２０とを含んでいる。すなわち、第２実施形態では、半導体レーザ装置１２０は、照射ユニット１３０に一体的に設けられている。なお、半導体レーザ装置１２０には、上記第１実施形態と同様、複数種類の半導体レーザ素子２１が含まれているが、図２４〜図３０では、図面簡略化のため、半導体レーザ素子２１は１つだけしか示していない。
【０１０３】
図２４〜図２６に示すように、台座部１３１には、モータなどからなる駆動機構１３３が設けられており、支持部１３２は、駆動機構１３３の中心軸Ｌ１１を中心としてＣ方向に所定の角度範囲で回動するように構成されている。この駆動機構１３３は、照射ユニット１３０から出射する光の水平方向（横方向）の角度制御を行う機能を有する。
【０１０４】
具体的には、図２７に示すように、支持部１３２が中心軸Ｌ１１を中心としてＣ方向の一方（Ｃ１方向）に回動されると、照射ユニット１３０から出射する光は、左側前方に出射される。また、図２８に示すように、支持部１３２が中心軸Ｌ１１を中心としてＣ方向の他方（Ｃ２方向）に回動されると、照射ユニット１３０から出射する光は、右側前方に出射される。
【０１０５】
また、支持部１３２には、モータなどからなる駆動機構１３４が設けられており、半導体レーザ装置１２０は、駆動機構１３４の中心軸Ｌ１２を中心としてＤ方向に所定の角度範囲で回動するように構成されている。この駆動機構１３４は、照射ユニット１３０から出射する光の鉛直方向（縦方向）の角度制御を行う機能を有する。
【０１０６】
具体的には、図２９に示すように、照射ユニット１３０が中心軸Ｌ１２を中心としてＤ方向の一方（Ｄ１方向）に回動されると、照射ユニット１３０から出射する光は、上側前方に出射される。また、図３０に示すように、照射ユニット１３０が中心軸Ｌ１２を中心としてＤ方向の他方（Ｄ２方向）に回動されると、照射ユニット１３０から出射する光は、下側前方に出射される。
【０１０７】
また、第２実施形態では、半導体レーザ素子２１は、上記第１実施形態と同様、蛍光体などの光変換部材を含まない複数種類の半導体レーザ素子により構成されている。これにより、蛍光体で光の損失が発生することがないので、蛍光体を用いる場合に比べて、半導体レーザ素子２１から出射する光の利用効率を向上させることが可能である。このため、半導体レーザ素子２１の消費電力を低減することが可能であるので、半導体レーザ素子２１で発生する熱を低減することが可能である。これにより、半導体レーザ装置１２０に大きな放熱部材を別途取り付ける必要がないので、駆動部分（半導体レーザ装置１２０および支持部１３２の周辺）が大型化するのを抑制することが可能である。その結果、半導体レーザ装置１２０を、容易に高速で走査させることが可能である。
【０１０８】
なお、第２実施形態のその他の構造は、上記第１実施形態と同様である。
【０１０９】
第２実施形態では、上記のように、半導体レーザ装置１２０（半導体レーザ素子２１）を、照射ユニット１３０に一体的に設けることによって、ミラー３１および３２などを別途設ける必要がないので、部品点数が増加するのを抑制することができる。
【０１１０】
なお、第２実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。
【０１１１】
（第３実施形態）
この第３実施形態では、図３１〜図３３を参照して、上記第１および第２実施形態とは異なり、前照灯２１０に赤外光受光部２１１が設けられている場合について説明する。
【０１１２】
本発明の第３実施形態による前照灯２１０には、図３１に示すように、制御部２４１に接続された赤外光受光部２１１と、照射ユニット２３０とが設けられている。
【０１１３】
また、第３実施形態では、図３２に示すように、半導体レーザ装置２２０は、赤色半導体レーザ素子２１ａと、青色半導体レーザ素子２１ｂと、緑色半導体レーザ素子２１ｃと、近赤外光を出射する近赤外半導体レーザ素子２２１とを含んでいる。この近赤外半導体レーザ素子２２１から出射される近赤外光も、赤色光、青色光および緑色光と同様に、所定の領域を走査する。なお、近赤外半導体レーザ素子２２１は、本発明の「近赤外光出射部」の一例である。
【０１１４】
赤外光受光部２１１は、例えばフォトダイオードにより形成されており、近赤外半導体レーザ素子２２１から出射し対象物で反射された近赤外光を受光するとともに、検知信号を制御部２４１に出力する機能を有する。
【０１１５】
制御部２４１は、赤外光受光部２１１からの検知信号に基づいて、人、先行車、対向車および障害物などの位置を検出するように構成されている。
【０１１６】
対象物が人、先行車、対向車または障害物のいずれであるかの判断は、様々な方法が考えられるが、その一例を簡単に説明する。
【０１１７】
制御部２４１を、赤外光受光部２１１からの検知信号に基づいて、画像データを作成するように構成する。また、メモリ４２には、人、先行車、対向車および障害物の各々数種類の画像データを予め記憶させておく。そして、作成した画像データと、予め記憶させておいた画像データとを比較することにより、対象物が、人、先行車、対向車または障害物のいずれであるかを判断するように、制御部２４１を構成する。
【０１１８】
この場合、対象物の移動速度なども考慮して判断するように、制御部２４１を構成してもよい。例えば、前方に自車と同程度の速度で同じ方向（前方）に移動する対象物が存在する場合、その対象物を先行車と判断するように、制御部２４１を構成してもよい。
【０１１９】
また、対象物の大きさを考慮して判断するように、制御部２４１を構成してもよい。例えば、対象物が数ｃｍ程度の大きさである場合、人、先行車、対向車または障害物ではないと判断するように、制御部２４１を構成してもよい。
【０１２０】
また、車道中央線Ｍ１（図３３参照）や車道外側線Ｍ２（図３３参照）を認識し、車道中央線Ｍ１や車道外側線Ｍ２も考慮して判断するように、制御部２４１を構成してもよい。例えば、車道中央線Ｍ１や車道外側線Ｍ２の内側に位置する対象物は全て障害物であると判断するように、制御部２４１を構成してもよい。そして、車道中央線Ｍ１や車道外側線Ｍ２の内側に位置する障害物は自車の走行に対する危険物であると判断するように、制御部２４１を構成してもよい。
【０１２１】
また、対象物が車道中央線Ｍ１や車道外側線Ｍ２から数ｍ以上外側に位置する場合、人、先行車、対向車および障害物ではないと判断するように、制御部２４１を構成してもよい。また、車道中央線Ｍ１や車道外側線Ｍ２の外側であっても、車道中央線Ｍ１や車道外側線Ｍ２から数ｍ以内の範囲に位置する人については、危険物と判断するように、制御部２４１を構成してもよい。
【０１２２】
次に、第３実施形態による制御部２４１の配光パターンの決定方法について説明する。
【０１２３】
まず、上記第１実施形態と同様の方法で、制御部２４１により、自動車１の走行状態に応じた配光パターンがメモリ４２から読み出される。
【０１２４】
また、制御部２４１により、赤外光受光部２１１からの検知信号に基づいて、人、先行車、対向車および障害物の位置が検出される。そして、制御部２４１により、読み出された配光パターンを基本にして、人、先行車、対向車および障害物が存在する領域を減光または増光するように、配光パターンが決定される。
【０１２５】
この決定された配光パターンは、例えば図３３に示すように、歩行者２５０（危険物）が存在する領域を増光するようになっている。ただし、歩行者２５０の眼以外の部分（例えば首から下の部分）を照射し、眼の存在する領域は照射しない（消灯する）ようになっている。これにより、歩行者２５０に与えるグレア光を抑制することが可能である。なお、歩行者２５０が後ろ向きである場合、歩行者２５０全体を照射するように、配光パターンを決定してもよい。
【０１２６】
また、決定された配光パターンは、対向車２５１の存在する領域を減光するようになっている。また、対向車２５１の運転者（人）が存在する部分以外の部分（例えばフロントガラスよりも下の部分）を照射するようになっている。これにより、対向車２５１の運転者（人）に与えるグレア光を抑制することが可能である。
【０１２７】
また、決定された配光パターンは、障害物２５２（危険物）が存在する領域を増光するようになっている。これにより、自車の運転者の危険物に対する視認性を向上させることが可能であるので、安全性をより向上させることが可能である。
【０１２８】
また、決定された配光パターンは、図示していないが、先行車の下部を照射するようになっているとともに、先行車の運転者（人）が存在する領域を減光または消灯するようになっている。これにより、先行車の運転者（人）に与えるグレア光を抑制することが可能である。
【０１２９】
また、赤外光受光部２１１を用いて地形を検出するようにしてもよい。そして、制御部２４１により、検出した道路勾配（地形）に適応するように、配光パターンを決定してもよい。
【０１３０】
第３実施形態のその他の構造および動作は、上記第１および第２実施形態と同様である。
【０１３１】
第３実施形態では、上記のように、赤外光受光部２１１を設けるとともに、制御部２４１を、赤外光受光部２１１からの検知信号に基づいて配光パターンを決定するように構成することによって、自動車１の走行方向周辺のその時の状況に適した配光パターンに変更することができる。これにより、例えば、自車の運転者の視認性を向上させたり、人に与えるグレア光を抑制することができる。
【０１３２】
第３実施形態のその他の効果は、上記第１および第２実施形態と同様である。
【０１３３】
（第４実施形態）
この第４実施形態では、図３４および図３５を参照して、上記第１〜第３実施形態とは異なり、複数の半導体レーザ素子２１をそれぞれ別のステム３２２に搭載した場合について説明する。
【０１３４】
本発明の第４実施形態による半導体レーザ装置３２０は、図３４に示すように、赤色光を出射する赤色半導体レーザ装置３２１ａと、青色光を出射する青色半導体レーザ装置３２１ｂと、緑色光を出射する緑色半導体レーザ装置３２１ｃとを含んでいる。
【０１３５】
図３５に示すように、赤色半導体レーザ装置３２１ａ、青色半導体レーザ装置３２１ｂおよび緑色半導体レーザ装置３２１ｃには、それぞれ、赤色半導体レーザ素子２１ａ、青色半導体レーザ素子２１ｂおよび緑色半導体レーザ素子２１ｃが設けられている。
【０１３６】
また、赤色半導体レーザ装置３２１ａは、３つの端子３２２ａと素子搭載部３２２ｂとを有するとともに赤色半導体レーザ素子２１ａが取り付けられたステム３２２と、ステム３２２に取り付けられたキャップ３２３と、キャップ３２３に取り付けられたレンズ３２４ａとを含んでいる。また、キャップ３２３の内部には、乾燥空気（またはＮ2ガス）が封入されている。
【０１３７】
また、青色半導体レーザ装置３２１ｂは、青色半導体レーザ素子２１ｂが取り付けられたステム３２２と、キャップ３２３と、レンズ３２４ｂとを含んでいる。
【０１３８】
また、緑色半導体レーザ装置３２１ｃは、緑色半導体レーザ素子２１ｃが取り付けられたステム３２２と、キャップ３２３と、レンズ３２４ｃとを含んでいる。
【０１３９】
また、第４実施形態では、レンズ３２４ａ、３２４ｂおよび３２４ｃは、曲面（光出射面）が互いに少しだけ異なる曲率を有するように形成されている。例えば、同じ曲率を有するレンズを用いた場合、透過する光の波長の違いに起因してレンズの屈折率が異なるので、出射する光の広がり角が多少異なる。このため、第４実施形態では、赤色半導体レーザ装置３２１ａ、青色半導体レーザ装置３２１ｂおよび緑色半導体レーザ装置３２１ｃから出射する光の広がり角が略等しくなるように、透過する光の波長に応じて、レンズ３２４ａ、３２４ｂおよび３２４ｃの曲面の曲率が設定されている。
【０１４０】
なお、青色半導体レーザ装置３２１ｂおよび緑色半導体レーザ装置３２１ｃのその他の構造は、赤色半導体レーザ装置３２１ａと同様である。
【０１４１】
そして、図３４に示すように、赤色半導体レーザ装置３２１ａ、青色半導体レーザ装置３２１ｂおよび緑色半導体レーザ装置３２１ｃが放熱部材３２５に取り付けられることにより、半導体レーザ装置３２０を構成している。
【０１４２】
第４実施形態のその他の構造は、上記第１〜第３実施形態と同様である。
【０１４３】
第４実施形態では、上記のように、複数種類の半導体レーザ素子２１（赤色半導体レーザ素子２１ａ、青色半導体レーザ素子２１ｂおよび緑色半導体レーザ素子２１ｃ）毎にレンズ３２４ａ、３２４ｂおよび３２４ｃを設けることによって、半導体レーザ素子２１から出射される光の波長に応じて、レンズ３２４ａ、３２４ｂおよび３２４ｃの曲面（光出射面）の曲率を設定することができる。これにより、色収差が発生するのを抑制することができるので、自車の運転者の視認性が低下するのを抑制することができる。
【０１４４】
第４実施形態のその他の効果は、上記第１〜第３実施形態と同様である。
【０１４５】
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【０１４６】
例えば、上記実施形態では、本発明の前照灯を、電気自動車に用いた例について示したが、本発明はこれに限らず、本発明の前照灯を、電気自動車以外の自動車に用いてもよい。また、本発明の前照灯を、飛行機、船舶、潜水艦、ロケット、探査機、ロボット、バイクまたは自転車や、その他の移動体に用いてもよい。
【０１４７】
また、上記実施形態では、半導体発光素子として、半導体レーザ素子を用いた例について示したが、本発明はこれに限らず、ＬＥＤなどの半導体レーザ素子以外の半導体発光素子を用いてもよい。なお、半導体発光素子として、半導体レーザ素子を用いれば、照射ユニットから出射する光の広がり角を容易に十分に小さくすることができるので、半導体レーザ素子を用いることが好ましい。
【０１４８】
また、上記実施形態では、白色光を出射するために、赤色半導体レーザ素子、青色半導体レーザ素子および緑色半導体レーザ素子を設けた例について示したが、本発明はこれに限らず、白色光を出射するために、例えば、赤色半導体レーザ素子（赤色半導体発光素子）および青緑色半導体レーザ素子（青緑色半導体発光素子）を設けてもよい。なお、赤色光と青緑色光とは、補色関係にある。また、青緑半導体レーザ素子とは、例えば、約４９５ｎｍ（約４９０ｎｍ〜約５１５ｎｍ）付近に中心波長を有する青緑色の光を出射する半導体レーザ素子（青緑色半導体発光素子）である。
【０１４９】
また、上記実施形態では、白色光を出射するように、半導体レーザ装置を構成した例について示したが、本発明はこれに限らず、白色光以外の可視光を出射するように、半導体レーザ装置を構成してもよい。この場合、１種類の半導体レーザ素子を用いてもよいし、互いに異なる中心波長の光を出射する複数種類の半導体レーザ素子を用いてもよい。
【０１５０】
また、上記実施形態では、照射ユニットを自動車の左右の前端部に１つずつ設けた例について示したが、本発明はこれに限らず、照射ユニットを１つだけ設けてもよい。この場合、照射ユニットを、例えばルームミラー周辺に配置してもよい。本発明の照射ユニットは、従来の前照灯に比べて十分に小型化することが可能であるので、どのような位置にも配置することが可能である。
【０１５１】
また、上記実施形態では、半導体レーザ装置に蛍光体などの光変換部材を設けない例について説明したが、本発明はこれに限らず、例えば、図３６に示した本発明の第１変形例のように、半導体レーザ装置４２０に蛍光体などの光変換部材４２２を設けてもよい。具体的には、半導体レーザ装置４２０を、端子４２１ａと素子搭載部４２１ｂとを有するステム４２１と、ステム４２１の素子搭載部４２１ｂに取り付けられた半導体レーザ素子２１と、半導体レーザ素子２１からの光の少なくとも一部の波長を変換する蛍光体などの光変換部材４２２と、光を所定の広がり角で出射させるためのレンズ４２３とによって構成してもよい。この場合、例えば、半導体レーザ素子２１を、約４０５ｎｍ付近に中心波長を有する青紫色光のレーザ光を出射する青紫色半導体レーザ素子により構成してもよい。また、光変換部材を、図３７に示すように、青紫色光を吸収し赤色光、青色光および緑色光に変換して出射するいくつかの種類の蛍光体により構成してもよい。このように構成すれば、１つの半導体レーザ素子２１により、白色光を得ることができる。
【０１５２】
また、青色光を出射する青色半導体レーザ素子と、青色光の一部を黄色光に変換する蛍光体などの光変換部材とを用いてもよいし、青色光を出射する青色半導体レーザ素子と、青色光の一部を緑色光に変換する蛍光体と、青色光の一部を赤色光に変換する蛍光体とを用いてもよい。この場合にも、１つの半導体レーザ素子２１により、白色光（擬似白色光）を得ることができる。
【０１５３】
このように蛍光体を用いれば、半導体レーザ素子２１から出射した光のコヒーレンス性を低下させることができるので、人の眼に悪影響を及ぼすのを抑制することができる。
【０１５４】
なお、蛍光体を用いた場合であっても、半導体レーザ装置４２０から出射する光の広がり角を１度程度にすることによって、所望の配光パターンを得ることができる。ただし、蛍光体を用いない場合に比べると、配光パターンの解像度は低下する。
【０１５５】
また、光の波長を変換する光変換部材として、蛍光体以外の光変換部材を用いてもよい。この場合、変換前の光の波長よりも長い波長の光に変換する光変換部材を用いてもよいし、変換前の光の波長よりも短い波長の光に変換する光変換部材を用いてもよい。なお、変換前の光の波長よりも短い波長の光に変換する光変換部材を用いる場合、例えば、ＫＴＰ（チタン酸リン酸カリウム）結晶、希土類酸化物または希土類ハロゲン化物などの光変換部材を用いて、赤外光を可視光に変換してもよい。
【０１５６】
また、上記実施形態のように、半導体レーザ装置に、複数種類の半導体レーザ素子を設ける場合、図３８および図３９に示した本発明の第２変形例のように、半導体レーザ装置５２０に、モニタ用のフォトダイオード５２１を設けてもよい。具体的には、半導体レーザ装置５２０に、赤色半導体レーザ素子２１ａ、青色半導体レーザ素子２１ｂおよび緑色半導体レーザ素子２１ｃのそれぞれの光出力をモニタするフォトダイオード５２１ａ、５２１ｂおよび５２１ｃを設ける。半導体レーザ素子２１は、主として主面（図３９の半導体レーザ素子２１の上面）から光を出射する一方、裏面（図３９の半導体レーザ素子２１の下面）からも光を出射するように構成されている。そして、フォトダイオード５２１を、半導体レーザ素子２１の裏面から出射した光を受光するように構成する。このように構成すれば、経年変化などにより、いずれかの半導体レーザ素子２１の出力が低下した場合に、フォトダイオード５２１により出力の低下を検出することができる。そして、この検出結果を制御部にフィードバックすることにより、３種類の半導体レーザ素子２１ａ、２１ｂおよび２１ｃから出射される光の出力を調節することができるので、半導体レーザ装置５２０から出射される光を容易に白色に保つことができる。すなわち、半導体レーザ装置５２０から出射される光の色を制御することができる。
【０１５７】
また、上記第１実施形態では、半導体レーザ装置から出射した光がミラーに直接照射されるように構成した例について説明したが、本発明はこれに限らず、例えば、図４０に示した本発明の第３変形例のように、半導体レーザ装置６２０とミラー３１との間に、光を導光するための光ファイバなどの導光部材６２１を設けてもよい。このように構成すれば、半導体レーザ装置６２０を所望の位置に配置することができる。光ファイバは可撓性を有するので、半導体レーザ装置６２０やミラー３１の設置箇所の自由度を大幅に向上させることができる。そのため、例えば、半導体レーザ装置６２０を既存の放熱部材（図示せず）に取り付けることもできる。この場合、新たに放熱部材を設けることなく、半導体レーザ装置６２０の放熱性を向上させることができる。また、導光部材６２１を設けることによって、半導体レーザ装置６２０からミラー３１まで、半導体レーザ装置６２０から出射される光が外部に漏れるのを抑制することができる。さらに、光ファイバを用いれば導光中の光損失を極めて少なくできるので、半導体レーザ装置６２０からミラー３１に至るまでの距離が遠くても、半導体レーザ装置６２０から出射された光を、効率良くミラー３１に導くことができる。
【０１５８】
また、上記第３実施形態では、近赤外半導体レーザ素子を照射ユニットに設けた例について示したが、本発明はこれに限らず、近赤外半導体レーザ素子を、照射ユニットとは別に設けてもよい。この場合、照射ユニットが走査する領域（仮想スクリーンの領域）の外側の領域まで、近赤外光を照射するように構成してもよい。また、近赤外光を走査するための照射ユニットを別途設けてもよい。
【０１５９】
また、半導体レーザ素子を用いず、近赤外ＬＥＤや、その他の近赤外光源を用いてもよい。また、近赤外光が拡散されて出射するように、拡散粒子が含有された拡散部材や、拡散機能を有するレンズなどを設けてもよい。この場合、容易に、照射ユニットが走査する領域（仮想スクリーンの領域）の外側の領域まで、近赤外光を照射することができる。
【０１６０】
また、上記第３実施形態では、人の眼、先行車および対向車の存在する領域を消灯または減光するように構成した例について示したが、本発明はこれに限らず、人の眼、先行車および対向車の存在する領域を消灯または減光しないように構成してもよい。
【０１６１】
また、上記第３実施形態では、危険物（歩行者および障害物）の存在する領域を増光するように構成した例について示したが、本発明はこれに限らず、危険物の存在する領域を増光しないように構成してもよい。また、危険物の存在する領域が点滅して見えるように構成してもよい。このように構成しても、運転者が危険物に気付きやすくすることができる。具体的には、危険物の存在しない領域は、例えば１ｓｅｃ当たりに約３０回点滅させ、かつ、１回当たりの点灯（照射）時間を約４９μｓｅｃにする。その一方、危険物の存在する領域は、例えば１ｓｅｃ当たりに２回点滅させ、かつ、１回当たりの点灯（照射）時間を約４９μｓｅｃにする。これにより、危険物の存在しない領域は、常時照明されているように見える一方、危険物の存在する領域は、１／２ｓｅｃの周期で点滅して見える。
【０１６２】
また、危険物の存在する領域を照明する光の色を変えてもよい。具体的には、危険物の存在する領域を、例えば赤色（または赤色の近い色）にする場合、赤色半導体レーザ素子の出力を高くし（または変化させず）、かつ、青色半導体レーザ素子および緑色半導体レーザ素子の出力を低くする（または０にする）。これにより、危険物の存在する領域のみを赤色光で照明することができ、運転者が危険物に気付きやすくすることができる。この場合、上記のように、危険物の存在する領域が点滅して見えるようにしてもよい。なお、波長の短い光ほど人の眼に悪影響を及ぼしやすい。このため、青色半導体レーザ素子および緑色半導体レーザ素子の出力を低くし（または０にし）、人などの危険物が存在する領域を赤色光（または赤色に近い色の光）で照明することにより、人の眼に悪影響を及ぼすのをより抑制することができる。
【０１６３】
また、上記第３実施形態では、赤外光受光部を、近赤外光を受光するように構成する例について示したが、本発明はこれに限らず、赤外光受光部を、遠赤外光を受光するように構成してもよい。この場合、赤外光を出射するための半導体レーザ素子を設けることなく、人などの発熱体を検知することができる。
【０１６４】
また、上記第３実施形態では、赤外光を用いて、人、先行車、対向車および障害物などを検出する例について示したが、本発明はこれに限らず、赤外光以外の電磁波（可視光、ミリ波など）や、超音波などを用いて検出してもよい。この場合、電磁波や超音波などを送受信する装置を設けてもよい。また、近赤外光、遠赤外光、可視光、ミリ波または超音波などを組み合わせて用いてもよい。
【０１６５】
また、上記実施形態では、光を走査する周期を、約１／３０ｓｅｃにした例について示したが、光を走査する周期は、約１／３０ｓｅｃよりも長くしてもよいし、短くしてもよい。
【０１６６】
また、半導体レーザ素子から出射した光のコヒーレンス性を低下させるために、例えば、レンズの表面付近に光散乱材を混入してもよい。この場合、半導体レーザ素子から出射した光が、人の眼に悪影響を及ぼすのをより抑制することができる。
【０１６７】
また、上記実施形態では、照射ユニットから出射する光により所望の配光パターンを形成するために、照射ユニットから出射する光を走査したが、図４１〜図４４に示した照射ユニット７３０のように構成してもよい。具体的には、図４１〜図４３に示すように、凸状の前面７３１ａを有する取付部材７３１を設け、取付部材７３１の前面７３１ａに、仮想スクリーンの画素数と同じ数の半導体レーザ装置７２０を取り付ける。すなわち、仮想スクリーンの画素毎に対応するように、半導体レーザ装置７２０を設ける。この場合、半導体レーザ装置７２０を常時点灯する必要はない。上記実施形態と同様、例えば、１／３０ｓｅｃを１周期とし、１周期毎に約４９μｓｅｃだけ点灯するように、半導体レーザ装置７２０を制御してもよい。
【０１６８】
また、半導体レーザ装置７２０は、図４４に示した構造であってもよい。具体的には、半導体レーザ装置７２０を、４つの端子７２１ａと素子搭載部７２１ｂとを有するステム７２１と、ステム７２１の素子搭載部７２１ｂに取り付けられた３種類の半導体レーザ素子２１と、ステム７２１上に取り付けられたキャップ７２２と、キャップ７２２に取り付けられたレンズ７２３とによって構成してもよい。なお、図４１に示した照射ユニット７３０では、半導体レーザ装置７２０の各々の出力は小さくてもよい。このため、１種類の半導体レーザ素子２１を、１つの共振器（図示せず）を有する半導体レーザ素子部により形成することもできる。これにより、１つの半導体レーザ装置７２０（ステム７２１）に３種類の半導体レーザ素子２１を容易に配置することができる。
【符号の説明】
【０１６９】
１  自動車（移動体）
１０、２１０  前照灯
２１  半導体レーザ素子（半導体発光素子）
２１ａ  赤色半導体レーザ素子（半導体発光素子、半導体レーザ素子）
２１ｂ  青色半導体レーザ素子（半導体発光素子、半導体レーザ素子）
２１ｃ  緑色半導体レーザ素子（半導体発光素子、半導体レーザ素子）
３０、１３０、２３０  照射ユニット
３１、３２  ミラー（反射部材）
３３、３４  駆動機構
４０  出力調節部
４１、２４１  制御部
２１１  赤外光受光部
２２１  近赤外半導体レーザ素子（近赤外光出射部）
２５０  歩行者（人、危険物）
２５２  障害物（危険物）
３２４ａ、３２４ｂ、３２４ｃ  レンズ
θ１  広がり角
【図１】
2011157022.tif 000003
【図２】
2011157022.tif 000004
【図３】
2011157022.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2011157022.tif 000009
【図８】
2011157022.tif 000010
【図９】
2011157022.tif 000011
【図１０】
2011157022.tif 000012
【図１１】
2011157022.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
2011157022.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
2011157022.tif 000017
【図１６】
2011157022.tif 000018
【図１７】
2011157022.tif 000019
【図１８】
2011157022.tif 000020
【図１９】
2011157022.tif 000021
【図２０】
2011157022.tif 000022
【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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