(57)【要約】【課題】所望の配光特性を高い精度で実現する発光モジュールを提供する。【解決手段】発光モジュール３２は、半導体発光素子４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄを用いて光を発する複数の発光ユニット３６ａ，３６ｂ，３６ｃ，３６ｄと、配列された複数の発光ユニットを支持する基板３４と、を備える。発光ユニットは、半導体発光素子が発した光が隣接する発光ユニットの照射領域へ向かわないように、半導体発光素子が発した光を導光する導光体４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄを有する。これにより、発光ユニットが発する光は、その発光ユニットに対応する導光体を通過することで、隣接する発光ユニットの照射領域に光が漏れ出ることが抑制される。【選択図】図３
2011108588.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体発光素子を用いて光を発する複数の発光ユニットと、
配列された前記複数の発光ユニットを支持する基板と、を備え、
前記発光ユニットは、前記半導体発光素子が発した光が隣接する発光ユニットの照射領域へ向かわないように、該半導体発光素子が発した光を導光する導光部を有することを特徴とする発光モジュール。
【請求項２】
請求項１に記載の発光モジュールと、
前記発光モジュールが備える複数の半導体発光素子を個別に調光制御する制御回路と、
を備え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、ＬＥＤなどの発光素子を備えた発光モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、多数の半導体光源をマトリクス状に配置し、選択的に特定部位の半導体光源を点灯させることで任意の配光を実現しようとする車両用の照明装置が知られている（例えば、特許文献１乃至３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−４５２１０号公報
【特許文献２】特表２００３−５０３２５３号公報
【特許文献３】特開２００１−２６６６２０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、上述のような照明装置では、所望の配光を実現するために一部の半導体光源を消灯した場合、消灯した半導体光源に隣接して点灯している半導体光源が発する光が、消灯した半導体光源に対応して本来光が照射されない領域にまで漏れてしまう可能性があった。そのため、本来光が照射されない領域に存在する対象にとっては、漏れた光がグレアとなってしまう。
【０００５】
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、所望の配光特性を高い精度で実現する発光モジュールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明のある態様の発光モジュールは、半導体発光素子を用いて光を発する複数の発光ユニットと、配列された複数の発光ユニットを支持する基板と、を備える。発光ユニットは、半導体発光素子が発した光が隣接する発光ユニットの照射領域へ向かわないように、該半導体発光素子が発した光を導光する導光部を有する。
【０００７】
この態様によると、発光ユニットが発する光は、その発光ユニットに対応する導光部を通過することで、隣接する発光ユニットの照射領域に光が漏れ出ることが抑制される。
【０００８】
本発明の別の態様は、車両用灯具である。この車両用灯具は、発光モジュールと、発光モジュールが備える複数の半導体発光素子を個別に調光制御する制御回路と、を備える。
【０００９】
この態様によると、所望の配光特性を高い精度で実現することができる。
【００１０】
なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム、などの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、所望の配光特性を高い精度で実現する技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施の形態に係る車両用前照灯装置を構成する灯具本体ユニットの概略構造図である。
【図２】本実施の形態の灯具本体ユニットに含まれる第２灯具ユニットの構成を示す図である。
【図３】第１の実施の形態に係る発光モジュールの要部を示す断面図である。
【図４】本実施の形態に係る車両用前照灯装置の左右の灯具本体ユニットから前方へ照射される光により、例えば車両前方２５メートルの位置に配置された仮想鉛直スクリーン上に形成される配光パターンを示す図である。
【図５】第１の実施の形態に係る発光モジュールの変形例の要部を示す断面図である。
【図６】第１の実施の形態に係る発光モジュールの他の変形例の要部を示す断面図である。
【図７】本実施の形態に好適な発光ユニットの一例を示す断面図である。
【図８】第２の実施の形態に係る発光モジュールの要部を示す断面図である。
【図９】第２の実施の形態に係る発光モジュールの変形例の要部を示す断面図である。
【図１０】第３の実施の形態に係る発光モジュールの要部を示す断面図である。
【図１１】第３の実施の形態に係る発光モジュールの変形例の要部を示す断面図である。
【図１２】第３の実施の形態に係る発光モジュールの他の変形例の要部を示す断面図である。
【図１３】第３の実施の形態に係る発光モジュールの他の変形例の要部を示す断面図である。
【図１４】第４の実施の形態に係る発光モジュールの要部を示す断面図である。
【図１５】第４の実施の形態に係る発光モジュールの変形例の要部を示す断面図である。
【図１６】第４の実施の形態に係る発光モジュールの他の変形例の要部を示す断面図である。
【図１７】第４の実施の形態に係る発光モジュールの他の変形例の要部を示す断面図である。
【図１８】第５の実施の形態に係る発光モジュールの要部を示す断面図である。
【図１９】第６の実施の形態に係る発光モジュールの要部を示す断面図である。
【図２０】車両用前照灯装置の照射制御部と車両側の車両制御部の構成を説明する機能ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を適宜省略する。
【００１４】
本実施の形態の車両用前照灯装置は、ハイビーム用配光パターンの一部領域を形成可能な光を照射する灯具ユニットと、この灯具ユニットの光の照射状態を制御する照射制御部とを備える。そして、照射制御部は、ハイビーム用配光パターンの一部領域が少なくとも車幅方向に複数に分割された部分領域により形成されるように光の照射状態を制御する。また、各部分領域に対応する照射光の光度を個別に調整してハイビーム照射モードと昼間点灯照射モードを切り替えてハイビーム照射モードに適した光度分布と昼間点灯照射モードに適した光度分布を形成する。
【００１５】
図１は、本実施の形態に係る車両用前照灯装置を構成する灯具本体ユニットの概略構造図である。本実施の形態の車両用前照灯装置は、車両の前部の車幅方向左右両端に一対の灯具本体ユニットを含む。そして、左右の灯具本体ユニットから照射される配光パターンを車両の前方で重畳させることにより車両用前照灯装置としての照射を完成させる。図１は、左右の灯具本体ユニットのうち右側に配置される灯具本体ユニット１０の構成を示す。図１では、理解を容易にするために灯具本体ユニット１０を水平面で切断して上方から見た断面図を示している。なお、左側に配置される灯具本体ユニットは右側に配置される灯具本体ユニット１０と左右対称の構造であり基本構造は同一である。したがって、右側に配置される灯具本体ユニット１０を説明することで左側に配置される灯具本体ユニットの説明は省略する。また、以下では、便宜上、灯具の光が照射する方向を車両前方（前側）、その反対側を車両後方（後側）として説明する場合がある。
【００１６】
灯具本体ユニット１０は、透光カバー１２、ランプボディ１４、エクステンション１６、第１灯具ユニット１８、および第２灯具ユニット２０を有する。ランプボディ１４は、樹脂などによって細長い開口部を有するカップ型に成形されている。透光カバー１２は、透光性を有する樹脂などによって成形され、ランプボディ１４の開口部を塞ぐようにランプボディ１４に取り付けられる。こうしてランプボディ１４と透光カバー１２とによって実質的に閉鎖空間となる灯室が形成され、この灯室内にエクステンション１６、第１灯具ユニット１８、および第２灯具ユニット２０が配置される。
【００１７】
エクステンション１６は、第１灯具ユニット１８および第２灯具ユニット２０からの照射光を通すための開口部を有し、ランプボディ１４に固定される。第１灯具ユニット１８は、第２灯具ユニット２０より車両の車幅方向の外側に配置される。第１灯具ユニット１８は、いわゆるパラボラ型の灯具ユニットであり、後述するロービーム用配光パターンを形成する。
【００１８】
第１灯具ユニット１８は、リフレクタ２２、光源バルブ２４、およびシェード２６を有する。リフレクタ２２は、カップ型に形成され、中央に挿通孔が設けられている。本実施の形態では、光源バルブ２４はハロゲンランプなどフィラメントを有する白熱灯によって構成されている。なお、光源バルブ２４は、放電灯等他のタイプの光源が採用されてもよい。光源バルブ２４は、内部に突出するようリフレクタ２２の挿通孔に挿通されてリフレクタ２２に固定される。リフレクタ２２は、光源バルブ２４が照射した光を車両前方に向けて反射させるよう、内面の曲面が形成されている。シェード２６は、光源バルブ２４から車両前方へ直接進行する光を遮断する。第１灯具ユニット１８の構成は公知であるため、第１灯具ユニット１８に関する詳細な説明は省略する。
【００１９】
図２は、本実施の形態の灯具本体ユニット１０に含まれる第２灯具ユニット２０の構成を示す図である。図２では、第２灯具ユニット２０を水平面で切断して上方から見た断面図を示している。第２灯具ユニット２０は、ホルダ２８、投影レンズ３０、発光モジュール３２、およびヒートシンク３８を備える。第２灯具ユニット２０は、ハイビーム用配光パターンの全部または一部領域を形成可能な光を照射する灯具ユニットである。すなわち、第２灯具ユニット２０は、ハイビーム照射モード時に、第１灯具ユニット１８により形成されるロービーム用配光パターンの上部にハイビーム用配光パターンを形成する。ハイビーム用配光パターンがロービーム用配光パターンに追加されることで、全体として照射範囲が広くなり、遠方視認性能も向上する。また、第２灯具ユニット２０は、昼間点灯照射モード時に単独で光を照射することにより、昼間など対向車や歩行者などに自車の存在を認識し易くするための昼間点灯照射ランプ、いわゆるデイタイムランニングランプ（ＤＲＬ）として機能する。
【００２０】
投影レンズ３０は、前方側表面が凸面で後方側表面が平面の平凸非球面レンズからなり、その後側焦点面上に形成される光源像を、反転像として灯具前方の仮想鉛直スクリーン上に投影する。投影レンズ３０は筒状に形成されたホルダ２８の一方の開口部に取り付けられる。
【００２１】
（第１の実施の形態）
図３は、第１の実施の形態に係る発光モジュールの要部を示す断面図である。発光モジュール３２は、第１発光ユニット３６ａ、第２発光ユニット３６ｂ、第３発光ユニット３６ｃ、第４発光ユニット３６ｄと、第１発光ユニット３６ａ〜第４発光ユニット３６ｄを支持する基板３４と、を有する。なお、各発光ユニット３６ａ〜３６ｄを特に区別しない場合は、総称して発光ユニット３６と示す。本実施の形態に係る基板３４は、実装基板であり、複数の発光ユニット３６ａ〜３６ｄを支持している。
【００２２】
発光モジュール３２は、ハイビーム用配光パターンの光を照射するものであり、車幅方向に複数に分割された複数の領域の一部を選択的に照射することができるように構成されている。本実施の形態の場合、第１発光ユニット３６ａ〜第４発光ユニット３６ｄに対応して分割されている各照射領域を合わせてハイビーム用配光パターンが形成されている。なお、その分割数は、ハイビーム照射モードや昼間点灯照射モードで要求される性能に応じて決定することができる。例えば、分割される領域の数は、複数であれば４個より多くても少なくてもよく、また、奇数個でも偶数個でも構わない。
【００２３】
第１発光ユニット３６ａ〜第４発光ユニット３６ｄの各々は矩形に形成されており、基板３４に第１発光ユニット３６ａ〜第４発光ユニット３６ｄの順に帯状となるよう一直線状に配置される。第１発光ユニット３６ａ〜第４発光ユニット３６ｄは、例えば個別に光度制御が可能な光源で構成可能である。つまり、第２灯具ユニット２０は、多灯式光源となっている。
【００２４】
第１発光ユニット３６ａ〜第４発光ユニット３６ｄを構成する光源は、半導体発光素子、例えば１ｍｍ角程度の正方形の発光面を有するＬＥＤ素子、などを備えている。なお、発光ユニット３６の光源がこれに限られないことはもちろんであり、例えばレーザダイオードなど略点状に面発光する他の素子状の光源であってもよい。また、半導体発光素子が発する光の波長は、可視光領域に限らず紫外光領域であってもよい。
【００２５】
図２に示すヒートシンク３８は、アルミなどの金属により多数のフィンを有する形状に形成され、基板３４の裏面に取り付けられる。このように、第１発光ユニット３６ａ〜第４発光ユニット３６ｄをＬＥＤ光源で構成することにより、各発光ユニット３６の発光状態の調整が精度よくできる。その結果、後述するハイビーム照射モードや昼間点灯照射モードにおいて、所望の配光特性を高い精度で実現できる。
【００２６】
発光モジュール３２は、左から第１発光ユニット３６ａ〜第４発光ユニット３６ｄの順に並んでホルダ２８の内部に配置されるよう、基板３４がホルダ２８の他方の開口部に取り付けられる。第１発光ユニット３６ａ〜第４発光ユニット３６ｄの各々は、発光することによりそれぞれの像が灯具前方の仮想鉛直スクリーン上に投影される。
【００２７】
図４は、本実施の形態に係る車両用前照灯装置の左右の灯具本体ユニット１０から前方へ照射される光により、例えば車両前方２５メートルの位置に配置された仮想鉛直スクリーン上に形成される配光パターンを示す図である。
【００２８】
ロービーム用配光パターンＰＬは第１灯具ユニット１８によって形成される。ロービーム用配光パターンＰＬは左側通行の地域で利用される左配光のロービーム用配光パターンであり、その上端縁に第１カットオフラインＣＬ１〜第３カットオフラインＣＬ３を有する。第１カットオフラインＣＬ１と第３カットオフラインＣＬ３は、灯具正面方向に設定された鉛直線Ｖ−Ｖを境にして左右段違いで水平方向に延在する。第１カットオフラインＣＬ１は、鉛直線Ｖ−Ｖより右側且つ灯具正面方向に設定された水平線Ｈ−Ｈより下方において水平方向に延在する。このため、第１カットオフラインＣＬ１は対向車線カットオフラインとして利用される。
【００２９】
第３カットオフラインＣＬ３は、第１カットオフラインＣＬ１の左端部から左上方に向かって例えば４５°の傾斜角度で斜めに延在する。第２カットオフラインＣＬ２は、第３カットオフラインＣＬ３と水平線Ｈ−Ｈとの交点から左側において水平線Ｈ−Ｈ上に延在する。このため、第２カットオフラインＣＬ２は自車線側カットオフラインとして利用される。なお、ロービーム用配光パターンＰＬにおいて、第１カットオフラインＣＬ１と鉛直線Ｖ−Ｖとの交点であるエルボ点Ｅは交点Ｈ−Ｖの０．５〜０．６°程度下方に位置しており、このエルボ点Ｅをやや左よりに囲むようにして高光度領域であるホットゾーンＨＺがリフレクタ２２の形状調整等により形成され、自車線側の視認性を向上させている。
【００３０】
ハイビーム用配光パターンの一部領域である付加配光パターンＰＡは、第２灯具ユニット２０からの照射光によって形成される。付加配光パターンＰＡは、水平線Ｈ−Ｈを含んで水平方向に延びる帯状に形成される。
【００３１】
付加配光パターンＰＡは、発光ユニット３６の数にしたがい水平方向に並ぶ４つの矩形領域に分割されて構成されている。以下、これらの領域を右から順に第１部分領域ＰＡ１〜第４部分領域ＰＡ４といい、隣り合う部分領域の境界線を分割ラインという。第２部分領域ＰＡ２と第３部分領域ＰＡ３との分割ラインは０°に設定され、鉛直線Ｖ−Ｖに対応する。
【００３２】
第１部分領域ＰＡ１は、第１発光ユニット３６ａの照射光によって形成される。第２部分領域ＰＡ２は、第２発光ユニット３６ｂの照射光によって形成される。第３部分領域ＰＡ３は、第３発光ユニット３６ｃによって形成される。第４部分領域ＰＡ４は、第４発光ユニット３６ｄによって形成される。
【００３３】
詳しくは後述するが、第１発光ユニット３６ａ〜第４発光ユニット３６ｄは、運転者の操作または、車両に搭載され対向車や前走車など前方車両や歩行者を検出する装置からの情報に基づき、個別またはグループ化された複数のユニット毎に点消灯や調光が可能である。これにより、照射領域の異なる複数の配光パターンを得ることができる。したがって、第１部分領域ＰＡ１〜第４部分領域ＰＡ４のうち前方車両や歩行者の存在する領域を照射する発光ユニット３６を消灯することにより、前方車両や歩行者に与えるグレアを抑制できる。
【００３４】
例えば、自車両と反対車線を走行する対向車が存在する場合、第１発光ユニット３６ａや第２発光ユニット３６ｂを消灯することにより対向車の運転者にグレアを与えないようにすることができる。また、自車両と同じ車線を走行する先行車が存在する場合、第２発光ユニット３６ｂや第３発光ユニット３６ｃを消灯することにより先行者の運転者にグレアを与えないようにすることができる。また、道路の路側帯を走行する歩行者が存在する場合、第１発光ユニット３６ａや第４発光ユニット３６ｄを消灯することにより歩行者にグレアを与えないようにすることができる。このように、対向車や先行車、歩行者などにグレアを感じさせないように複数の発光ユニット３６を部分的に消灯し、残りの発光ユニット３６を点灯させることで、運転者の遠方視認性の確保が可能になる。
【００３５】
ところで、複数の発光ユニット３６のそれぞれが照射する領域を合成して一つの配光パターンを形成する場合、各領域の間に隙間（非照射領域）がないことが望ましい。このような観点からは、発光モジュール３２は、各発光ユニット３６の照射領域の境界部分が重なる方向で構成が設定されることになる。一方、各照射領域の境界部分の重なりが多いと、幾つかの発光ユニット３６を消灯し、その他の発光ユニット３６を点灯させた場合、点灯している発光ユニット３６の光が、消灯している発光ユニットの照射領域に漏れ出てしまうこととなり、その領域に存在する前走車や歩行者に対してグレアを与えることにもなる。
【００３６】
そこで、発明者らが鋭意検討した結果、点灯している発光ユニットや半導体発光素子が発する光が導光体を通過することで光の照射範囲が規制されることに想到した。これにより、仮に隣接している発光ユニットや半導体発光素子が消灯している場合であっても、消灯した発光ユニットや半導体発光素子に対応する部分領域に存在する前走車や歩行者に与えるグレアが抑制されることになる。また、発明者らは、蛍光体などの光波長変換部材と半導体発光素子との間に導光体を設けることで、放熱性の改善が図られることに想到した。これにより、仮に発光ユニットが高頻度で点灯しているような場合であっても、昇温による発光特性の変化や、発光素子および蛍光体の劣化が抑制されることになる。
【００３７】
本実施の形態において、導光体は、発光ユニットや半導体発光素子が発する光を透過させることができる透光性（透明）材料を有する。透光性材料としては、例えば、透明な樹脂材料などの有機材料、透明な無機ガラスなどの無機材料、有機材料と無機材料との混合物、ゾル・ゲル材料、などが挙げられる。例えば、樹脂材料としては、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、エポキシ樹脂などが挙げられる。
【００３８】
また、導光体は、前述の透光性材料からなる透明部分の表面が、その材料より屈折率の低い物質で覆われていてもよい。この場合、導光体の内部を通過する光は、全反射により外部へ漏れにくくなる。また、導光体は、光の入射する面と出射する面を除いた他の部分を、金属反射膜、白色組成物、誘電体多層膜、光を吸収する遮光材料などで覆われていてもよい。この場合、光が出射する面以外から光が漏れることが防止される。なお、導光体は、中空チューブなどの管状物であってもよい。また、導光体は、一つの部材であってもよいし、光ファイバのような複数の部材が束になったものであってよい。
【００３９】
本実施の形態に係る発光モジュール３２は、図３に示すように、第１発光ユニット３６ａ〜第４発光ユニット３６ｄを備える。第１発光ユニット３６ａは、導光体４１ａと半導体発光素子４２ａと蛍光体層４４ａとを備える。第２発光ユニット３６ｂは、導光体４１ｂと半導体発光素子４２ｂと蛍光体層４４ｂとを備える。第３発光ユニット３６ｃは、導光体４１ｃと半導体発光素子４２ｃと蛍光体層４４ｃとを備える。第４発光ユニット３６ｄは、導光体４１ｄと半導体発光素子４２ｄと蛍光体層４４ｄとを備える。
【００４０】
発光ユニット同士の間隔Ｗ１は、発光ユニットの幅Ｗ２より小さいとよい。間隔Ｗ１は、各発光ユニットのそれぞれが照射する領域の間に隙間が生じないように考慮しながら、実験やこれまでの知見を用いて適宜設計すればよい。発光モジュールを車両用前照灯装置に用いる場合、例えば、発光ユニット同士の間隔Ｗ１は５０〜５００μｍの範囲で設定されているとよい。
【００４１】
なお、第１発光ユニット３６ａ〜第４発光ユニット３６ｄは、適宜発光ユニット３６と称する。また、導光体４１ａ〜４１ｄは、適宜導光体４１と称する。半導体発光素子４２ａ〜４２ｄは、適宜半導体発光素子４２と称する。蛍光体層４４ａ〜４４ｄは、適宜蛍光体層４４と称する。
【００４２】
各導光体４１は、各蛍光体層４４の上面を覆うように配置されている。これにより、半導体発光素子４２から発した光、および半導体発光素子４２から発した光のうち蛍光体層４４で波長変換された光が導光体４１に入射する。導光体４１に入射した光は、導光体４１の内部を通過することで散乱が抑制され、各導光体４１から出射された光は、隣接する発光ユニット３６の所定の照射領域に漏れ出ることが抑制される。つまり、各発光ユニット３６が発する光は、その発光ユニット３６に対応する導光体４１を通過することで、隣接する発光ユニット３６の照射領域に光が漏れ出ることが抑制される。したがって、本実施の形態に係る発光モジュール３２によれば、所望の配光特性を高い精度で実現することができる。その結果、発光モジュール３２の幾つかの発光ユニット３６を消灯し、その他の発光ユニット３６を点灯させた場合、点灯している発光ユニット３６の光が、消灯している発光ユニット３６の照射領域に漏れ出てしまうことが抑制され、その領域に存在する前走車や歩行者に対してグレアを与える状況が改善される。
【００４３】
図５は、第１の実施の形態に係る発光モジュールの変形例の要部を示す断面図である。以下では、図３に示す発光モジュール３２と異なる構成について主に説明する。発光モジュール１３２は、第１発光ユニット１３６ａ〜第４発光ユニット１３６ｄを備えている。また、発光モジュール１３２は、第１発光ユニット１３６ａ〜第４発光ユニット１３６ｄ（以下、適宜発光ユニット１３６と称する）が有する蛍光体層４４ａ〜４４ｄの上部を一体的に覆う導光体１４１を備えている。
【００４４】
導光体１４１は、各蛍光体層４４と対向する複数の領域１４１ａ〜１４１ｄに区画されている。各領域１４１ａ〜１４１ｄの境界には、遮光部５８ｂ〜５８ｄが形成されている。したがって、蛍光体層４４ａから出射し、導光体１４１の領域１４１ａに入射した光の一部が、隣接する領域１４１ｂに向かったとしても、遮光部５８ｂによって遮られる。また、蛍光体層４４ｂから出射し、導光体１４１の領域１４１ｂに入射した光の一部が、隣接する領域１４１ａ，１４１ｃに向かったとしても、遮光部５８ｂ，５８ｃによって遮られる。また、蛍光体層４４ｃから出射し、導光体１４１の領域１４１ｃに入射した光の一部が、隣接する領域１４１ｂ，１４１ｄに向かったとしても、遮光部５８ｃ，５８ｄによって遮られる。また、蛍光体層４４ｄから出射し、導光体１４１の領域１４１ｄに入射した光の一部が、隣接する領域１４１ｃに向かったとしても、遮光部５８ｄによって遮られる。この結果、発光モジュール１３２は、発光モジュール３２の説明で述べたと同様の効果が得られる。また、一体に形成された導光体１４１を各蛍光体層４４の上部に設置することで、発光ユニット３６毎に導光体を設ける場合よりも発光モジュールの製造が容易となる。
【００４５】
遮光部に充填される材料や遮光部の構成は、少なくとも入射する光をそのまま透過することを妨げるものであればよい。遮光部の充填材料としては、少なくとも導光体１４１よりも光の透過率が低いものが好ましく、例えば、樹脂組成物、金属、誘電体などの不透明な各種材料から適宜選択される。なお、不透明な材料とは、電磁波の全波長域にわたって光の吸収を示す必要はなく、少なくとも半導体発光素子が発する光の波長域に対して吸収を示すものであればよい。例えば、半導体発光素子が発する紫外光や青色光等、蛍光体が発する黄色光等を選択的に遮光するものであってもよい。
【００４６】
また、遮光部は、反射部材として機能するものであってもよい。例えば、反射率の高い樹脂組成物や金属、誘電体などが挙げられる。また、遮光部は、蛍光体層との境界面に金属膜や誘電体薄膜が形成されたものであってもよい。例えば、高屈折率と低屈折率の誘電体薄膜を交互に多層重ねた反射膜を遮光部に設けるとよい。また、蛍光体層と遮光部との屈折率の違いを利用して光が遮光部の表面で反射するようにしてもよい。この場合、遮光部に充填される物質の屈折率は、蛍光体層を構成する物質の屈折率よりも低いとよい。また、遮光部の形状は、断面が方形のような多角形に限られるものではなく、図５に示す遮光部のような薄い形状であってもよい。
【００４７】
光波長変換部材に用いられる材料は、粉末の蛍光体を分散させた樹脂組成物やガラス組成物、後述する蛍光セラミックが挙げられる。特に、無機材料である蛍光セラミックは、多様な形状への成形や、精度の高い加工が容易に行える。そのため、蛍光セラミックは、特に、板状の光波長変換部材として利用する場合に好適である。半導体発光素子としては、前述のＬＥＤ素子が好適であるが、その発光波長は、可視光の範囲だけではなく紫外光の範囲であってもよい。
【００４８】
図６は、第１の実施の形態に係る発光モジュールの他の変形例の要部を示す断面図である。以下では、図３に示す発光モジュール３２や図５に示す発光モジュール１３２と異なる構成について主に説明する。発光モジュール２３２は、第１各発光ユニット２３６ａ〜第４発光ユニット２３６ｄ（以下、適宜発光ユニット２３６と称する）に応じた導光体２４１ａ〜２４１ｄを備えている。導光体２４１ａは、蛍光体層４４ａの上面ならびに半導体発光素子４２ａおよび蛍光体層４４ａの側面を全体的に覆っている。導光体２４１ｂは、蛍光体層４４ｂの上面ならびに半導体発光素子４２ｂおよび蛍光体層４４ｂの側面を全体的に覆っている。導光体２４１ｃは、蛍光体層４４ｃの上面ならびに半導体発光素子４２ｃおよび蛍光体層４４ｃの側面を全体的に覆っている。導光体２４１ｄは、蛍光体層４４ｄの上面ならびに半導体発光素子４２ｄおよび蛍光体層４４ｄの側面を全体的に覆っている。
【００４９】
したがって、発光モジュール２３２は、発光モジュール３２の説明で述べたと同様の効果が得られる。また、発光モジュール２３２は、各導光体２４１ａ〜２４１ｄによって各半導体発光素子４２の側面まで覆われているため、各半導体発光素子４２の側面から出射した光も前方を照射するために有効に利用することができる。なお、各導光体２４１ａ〜２４１ｄを一体的に設けてもよい。この場合、各導光体の境界には遮光部を設けるとよい。
【００５０】
次に、半導体発光素子４２を備える発光ユニット３６について更に詳述する。なお、上述の発光ユニット１３６や発光ユニット２３６については、発光ユニット３６とほぼ同様の構成のため説明を省略する。図７は、本実施の形態に好適な発光ユニットの一例を示す断面図である。発光ユニット３６は、成長基板４０と、その上に成長させた半導体発光素子４２と、蛍光体層４４と、を備える。発光ユニット３６は、基板３４に支持されている。基板３４としては、例えば、ガラスエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ＳＵＳなどのステンレス鋼、Ｃｕ、ＡｌＮ、ＳｉＣ、Ｓｉなどの中から適宜選択される。成長基板４０は、半導体発光素子４２を作製するために適当な格子定数の結晶であり、透光性を有するものが好ましい。本実施の形態に係る発光ユニット３６では、成長基板４０としてサファイアが用いられている。
【００５１】
図７に示す発光ユニット３６では、板状の蛍光体層４４が成長基板４０を挟んで半導体発光素子４２の発光面に対向するように設けられている。半導体発光素子４２は、ＬＥＤ素子によって構成される。本実施の形態では、半導体発光素子４２として、青色の波長の光を主として発する青色ＬＥＤが採用されている。具体的には、半導体発光素子４２は、サファイアの成長基板４０上に結晶成長したｎ型半導体層４６およびｐ型半導体層４８と、その間に形成されている発光層５０と、を有する。そして、半導体発光素子４２は、主として発光層５０において発光するため、発光層５０の上面を発光面としてとらえることもできる。半導体発光素子４２は、バンプ５２を介して基板３４にフリップチップ実装される。なお、半導体発光素子４２の構成や発する光の波長が上述したものに限られないことはもちろんである。
【００５２】
蛍光体層４４は、光波長変換部材であり、少なくとも光波長変換セラミックから構成されている。光波長変換セラミックは、１μｍ以上５０００μｍ未満、好ましくは１０μｍ以上１０００μｍ未満の厚さの板状に形成されたものを、半導体発光素子４２のサイズに合わせて加工されたものである。なお、光波長変換セラミックの大きさがこれに限られないことはもちろんである。
【００５３】
光波長変換セラミックは、いわゆる発光セラミック、または蛍光セラミックと呼ばれるものであり、青色光によって励起される蛍光体であるＹＡＧ（Yttrium Aluminium Garnet）粉末を用いて作成されたセラミック素地を焼結することにより得ることができる。このような光波長変換セラミックの製造方法は公知であることから詳細な説明は省略する。こうして得られた光波長変換セラミックは、例えば粉末状の蛍光体と異なり、粉末表面での光拡散を抑制でき、半導体発光素子４２が発する光の損失が非常に少ない。
【００５４】
光波長変換セラミックは、半導体発光素子４２が主として発する青色光の波長を変換して黄色光を出射する。このため、発光ユニット３６からは、蛍光体層４４をそのまま透過した青色光と、光波長変換セラミックによって波長が変換された黄色光との合成光が出射する。こうして、発光ユニット３６は、白色の光を発することが可能となる。
【００５５】
なお、半導体発光素子４２は、青以外の波長の光を主として発するものが採用されてもよい。この場合も、光波長変換セラミックには、半導体発光素子４２が発する主とする光の波長を変換するものが採用される。なお、光波長変換セラミックは、この場合においても半導体発光素子４２が主として発する波長の光と組み合わせることにより白色または白色に近い色の波長の光となるよう、半導体発光素子４２が発する光の波長を変換してもよい。
【００５６】
（第２の実施の形態）
図８は、第２の実施の形態に係る発光モジュールの要部を示す断面図である。なお、第１の実施の形態と同様の構成や効果については説明を適宜省略する。本実施の形態に係る発光モジュール３３２は、第１発光ユニット３３６ａ〜第４発光ユニット３３６ｄを備えている。第１発光ユニット３３６ａは、半導体発光素子４２ａと蛍光体層４４ａとを備える。第２発光ユニット３３６ｂは、半導体発光素子４２ｂと蛍光体層４４ｂとを備える。第３発光ユニット３３６ｃは、半導体発光素子４２ｃと蛍光体層４４ｃとを備える。第４発光ユニット３３６ｄは、半導体発光素子４２ｄと蛍光体層４４ｄとを備える。各発光ユニットにおいて、半導体発光素子４２と蛍光体層４４とは離間している。これにより、半導体発光素子４２や蛍光体層４４の放熱性が向上し、発光モジュール全体の特性が改善する。
【００５７】
図９は、第２の実施の形態に係る発光モジュールの変形例の要部を示す断面図である。発光モジュール４３２は、図８に示す発光モジュール３３２と異なり、第１発光ユニット４３６ａ〜第４発光ユニット４３６ｄの全てに共通する蛍光体層１４４を備えている。これにより、蛍光体層１４４を複数の半導体発光素子４２に対して一度に位置決めすることができる。
【００５８】
（第３の実施の形態）
図１０は、第３の実施の形態に係る発光モジュールの要部を示す断面図である。なお、上述の各実施の形態と同様の構成や効果については説明を適宜省略する。本実施の形態に係る発光モジュール５３２は、第１発光ユニット５３６ａ〜第４発光ユニット５３６ｄを備えており、第１の実施の形態に係る発光モジュール３２と比較して、各導光体４１ａ〜４１ｄが、各半導体発光素子４２ａ〜４２ｄと各蛍光体層４４ａ〜４４ｄとの間に配置されている点が異なる。このような構成によれば、各半導体発光素子４２が発する光は対応する導光体４１を通過することで散乱が抑制される。また、半導体発光素子４２と蛍光体層４４とは離間しているため、半導体発光素子４２や蛍光体層４４の放熱性が向上し、発光モジュール全体の特性が改善する。
【００５９】
図１１は、第３の実施の形態に係る発光モジュールの変形例の要部を示す断面図である。以下では、図１０に示した発光モジュール５３２と異なる構成について主に説明する。発光モジュール６３２は、第１各発光ユニット６３６ａ〜第４発光ユニット６３６ｄ（以下、適宜発光ユニット６３６と称する）に応じた導光体３４１ａ〜３４１ｄを備えている。導光体３４１ａは、半導体発光素子４２ａの上面および側面を覆うように設けられている。蛍光体層４４ａは、導光体３４１ａの上面に積層されている。導光体３４１ｂは、半導体発光素子４２ｂの上面および側面を覆うように設けられている。蛍光体層４４ｂは、導光体３４１ｂの上面に積層されている。導光体３４１ｃは、半導体発光素子４２ｃの上面および側面を覆うように設けられている。蛍光体層４４ｃは、導光体３４１ｃの上面に積層されている。導光体３４１ｄは、半導体発光素子４２ｄの上面および側面を覆うように設けられている。蛍光体層４４ｄは、導光体３４１ｄの上面に積層されている。
【００６０】
したがって、発光モジュール６３２は、発光モジュール５３２の説明で述べたと同様の効果が得られる。また、発光モジュール６３２においては、各半導体発光素子４２が各導光体３４１ａ〜３４１ｄによって側面まで覆われているため、各半導体発光素子４２の側面から出射した光も前方を照射するために有効に利用されることになる。
【００６１】
図１２は、第３の実施の形態に係る発光モジュールの他の変形例の要部を示す断面図である。以下では、図９に示した発光モジュール４３２と異なる構成について主に説明する。発光モジュール７３２は、第１発光ユニット７３６ａ〜第４発光ユニット７３６ｄを備えている。また、発光モジュール７３２は、第１発光ユニット７３６ａ〜第４発光ユニット７３６ｄ（以下、適宜発光ユニット７３６と称する）が有する半導体発光素子４２ａ〜４２ｄの上部を一体的に覆う導光体１４１を備えている。導光体１４１は、図５に示したものと同様の構成であり、蛍光体層１４４と各半導体発光素子４２との間に配置されている。
【００６２】
したがって、半導体発光素子４２ａから出射し、導光体１４１の領域１４１ａに入射した光の一部が、隣接する領域１４１ｂに向かったとしても、遮光部５８ｂによって遮られる。また、半導体発光素子４２ｂから出射し、導光体１４１の領域１４１ｂに入射した光の一部が、隣接する領域１４１ａ，１４１ｃに向かったとしても、遮光部５８ｂ，５８ｃによって遮られる。また、半導体発光素子４２ｃから出射し、導光体１４１の領域１４１ｃに入射した光の一部が、隣接する領域１４１ｂ，１４１ｄに向かったとしても、遮光部５８ｃ，５８ｄによって遮られる。また、半導体発光素子４２ｄから出射し、導光体１４１の領域１４１ｄに入射した光の一部が、隣接する領域１４１ｃに向かったとしても、遮光部５８ｄによって遮られる。この結果、発光モジュール７３２は、発光モジュール３２の説明で述べたと同様の効果が得られる。また、一体に形成された導光体１４１を各半導体発光素子４２の上部に設置することで、発光ユニット７３６毎に導光体を設ける場合よりも発光モジュールの製造が容易となる。また、このような構成によれば、各半導体発光素子４２ａ〜４２ｄが発する光は、対応する導光体１４１の領域１４１ａ〜１４１ｄをそれぞれ通過することで散乱が抑制される。また、半導体発光素子４２と蛍光体層１４４とは離間しているため、半導体発光素子４２や蛍光体層１４４の放熱性が向上し、発光モジュール全体の特性が改善する。
【００６３】
図１３は、第３の実施の形態に係る発光モジュールの他の変形例の要部を示す断面図である。以下では、図１１に示す発光モジュール６３２と異なる構成について主に説明する。発光モジュール８３２は、第１発光ユニット８３６ａ〜第４発光ユニット８３６ｄを備えている。また、発光モジュール８３２は、第１発光ユニット８３６ａ〜第４発光ユニット８３６ｄ（以下、適宜発光ユニット８３６と称する）が有する半導体発光素子４２ａ〜４２ｄの上面および側面を一体的に覆う導光体４４１を備えている。
【００６４】
導光体４４１は、各半導体発光素子４２と対向する複数の領域４４１ａ〜４４１ｄに区画されている。各領域４４１ａ〜４４１ｄの境界には、遮光部１５８ｂ〜１５８ｄが形成されている。したがって、半導体発光素子４２ａから出射し、導光体４４１の領域４４１ａに入射した光の一部が、隣接する領域４４１ｂに向かったとしても、遮光部１５８ｂによって遮られる。また、半導体発光素子４２ｂから出射し、導光体４４１の領域４４１ｂに入射した光の一部が、隣接する領域４４１ａ，４４１ｃに向かったとしても、遮光部１５８ｂ，１５８ｃによって遮られる。また、半導体発光素子４２ｃから出射し、導光体４４１の領域４４１ｃに入射した光の一部が、隣接する領域４４１ｂ，４４１ｄに向かったとしても、遮光部１５８ｃ，１５８ｄによって遮られる。また、半導体発光素子４２ｄから出射し、導光体４４１の領域４４１ｄに入射した光の一部が、隣接する領域４４１ｃに向かったとしても、遮光部１５８ｄによって遮られる。
【００６５】
この結果、発光モジュール８３２は、発光モジュール３２の説明で述べたと同様の効果が得られる。また、一体に形成された導光体４４１を各半導体発光素子４２の上部に設置することで、発光ユニット８３６毎に導光体を設ける場合よりも発光モジュールの製造が容易となる。また、発光モジュール８３２においては、各半導体発光素子４２が導光体４４１の各領域４４１ａ〜４４１ｄによって側面まで覆われているため、各半導体発光素子４２の側面から出射した光も前方を照射するために有効に利用されることになる。
【００６６】
（第４の実施の形態）
図１４は、第４の実施の形態に係る発光モジュールの要部を示す断面図である。なお、上述の各実施の形態と同様の構成や効果については説明を適宜省略する。本実施の形態に係る発光モジュール９３２は、第１発光ユニット９３６ａ〜第４発光ユニット９３６ｄを備えている。また、発光モジュール９３２においては、各半導体発光素子４２ａ〜４２ｄの出射面４２ａ１〜４２ｄ１の大きさと、対応する各蛍光体層２４４ａ〜２４４ｄ（以下、適宜蛍光体層２４４と称する）の入射面２４４ａ１〜２４４ｄ１の大きさが異なる。そのため、各半導体発光素子４２ａ〜４２ｄと蛍光体層４４ａ〜４４ｄとの間に配置されている各導光体５４１ａ〜５４１ｄ（以下、適宜導光体５４１と称する）は、発光ユニットの光の照射方向に対して垂直な断面積が蛍光体層２４４に近付くにつれて小さくなるように構成されている。このような構成によれば、各半導体発光素子４２が発する光は対応する導光体５４１を通過することで散乱が抑制される。また、半導体発光素子４２と蛍光体層２４４とは離間しているため、半導体発光素子４２や蛍光体層２４４の放熱性が向上し、発光モジュール全体の特性が改善する。また、半導体発光素子４２を出射した光は導光体５４１により集束されて蛍光体層２４４に入射するため、蛍光体層２４４から出射される光の輝度が上がる。
【００６７】
図１５は、第４の実施の形態に係る発光モジュールの変形例の要部を示す断面図である。以下では、図１４に示した発光モジュール９３２と異なる構成について主に説明する。発光モジュール１０３２は、第１各発光ユニット１０３６ａ〜第４発光ユニット１０３６ｄ（以下、適宜発光ユニット１０３６と称する）を備えている。導光体６４１ａは、半導体発光素子４２ａの上面および側面を覆うように設けられている。蛍光体層２４４ａは、導光体６４１ａの上面に積層されている。導光体６４１ｂは、半導体発光素子４２ｂの上面および側面を覆うように設けられている。蛍光体層２４４ｂは、導光体６４１ｂの上面に積層されている。導光体６４１ｃは、半導体発光素子４２ｃの上面および側面を覆うように設けられている。蛍光体層２４４ｃは、導光体６４１ｃの上面に積層されている。導光体６４１ｄは、半導体発光素子４２ｄの上面および側面を覆うように設けられている。蛍光体層２４４ｄは、導光体６４１ｄの上面に積層されている。
【００６８】
したがって、発光モジュール１０３２は、発光モジュール９３２の説明で述べたと同様の効果が得られる。また、発光モジュール１０３２は、各導光体６４１ａ〜６４１ｄによって各半導体発光素子４２の側面まで覆われているため、各半導体発光素子４２の側面から出射した光も前方を照射するために有効に利用することができる。
【００６９】
図１６は、第４の実施の形態に係る発光モジュールの他の変形例の要部を示す断面図である。以下では、図１２に示した発光モジュール７３２と異なる構成について説明する。発光モジュール１１３２は、第１発光ユニット１１３６ａ〜第４発光ユニット１１３６ｄ（以下、適宜発光ユニット１１３６と称する）を備えている。また、発光モジュール１１３２は、第１発光ユニット１１３６ａ〜第４発光ユニット１１３６ｄ（以下、適宜発光ユニット１１３６と称する）が有する半導体発光素子４２ａ〜４２ｄの上部を一体的に覆う導光体７４１を備えている。導光体７４１は、蛍光体層１４４と各半導体発光素子４２との間に配置されており、遮光部２５８ｂ〜２５８ｃによって複数の領域７４１ａ〜７４１ｄに区画されている。発光モジュール１１３２は、導光体７４１が図１２に示した導光体１４１と類似の構成であるため、発光モジュール７３２と同様の効果が得られる。なお、導光体７４１は、各半導体発光素子４２と対向する側の面積よりも、蛍光体層１４４と対向する側の面積が小さくなるように構成されている。そのため、第１発光ユニット１１３６ａや第４発光ユニット１１３６ｄにおいては、半導体発光素子４２ａ，４２ｄを出射した光は導光体７４１の領域７４１ａ，７４１ｄにより集束されて蛍光体層１４４に入射するため、蛍光体層１４４から出射される光の輝度が上がる。
【００７０】
図１７は、第４の実施の形態に係る発光モジュールの他の変形例の要部を示す断面図である。以下では、図１３に示す発光モジュール８３２と異なる構成について主に説明する。発光モジュール１２３２は、第１発光ユニット１２３６ａ〜第４発光ユニット１２３６ｄを備えている。また、発光モジュール１２３２は、第１発光ユニット１２３６ａ〜第４発光ユニット１２３６ｄ（以下、適宜発光ユニット１２３６と称する）が有する半導体発光素子４２ａ〜４２ｄの上面および側面を一体的に覆う導光体８４１を備えている。
【００７１】
導光体８４１は、各半導体発光素子４２と対向する複数の領域８４１ａ〜８４１ｄに区画されている。各領域８４１ａ〜８４１ｄの境界には、遮光部３５８ｂ〜３５８ｄが形成されている。発光モジュール１２３２は、導光体８４１が図１３に示した導光体４４１と類似の構成であるため、発光モジュール８３２と同様の効果が得られる。なお、導光体８４１は、内包する各半導体発光素子４２の上面と接している面の面積よりも、蛍光体層１４４と対向する側の面積が小さくなるように構成されている。そのため、第１発光ユニット１２３６ａや第４発光ユニット１２３６ｄにおいては、半導体発光素子４２ａ，４２ｄを出射した光は導光体８４１の領域８４１ａ，８４１ｄにより集束されて蛍光体層１４４に入射するため、蛍光体層１４４から出射される光の輝度が上がる。
【００７２】
（第５の実施の形態）
図１８は、第５の実施の形態に係る発光モジュールの要部を示す断面図である。本実施の形態に係る発光モジュールは、レンズやプリズムなどの光学部品を用いて半導体発光素子から発する光を集束し、導光体へ向かわせている点に特徴がある。本実施の形態に係る発光モジュール１３３２は、第１発光ユニット１３３６ａ〜１３３６ｄ（以下、適宜発光ユニット１３３６と称する）を備えている。
【００７３】
第１発光ユニット１３３６ａは、基板３４に支持されている半導体発光素子４２ａと、半導体発光素子４２ａの発光面と対向するように設けられた凸レンズ６０ａと、凸レンズ６０ａの出射側に設けられた導光体９４１ａと、導光体９４１ａの出射側に積層されている蛍光体層２４４ａと、を備えている。第２発光ユニット１３３６ｂは、基板３４に支持されている半導体発光素子４２ｂと、半導体発光素子４２ｂの発光面と対向するように設けられた凸レンズ６０ｂと、凸レンズ６０ｂの出射側に設けられた導光体９４１ｂと、導光体９４１ｂの出射側に積層されている蛍光体層２４４ｂと、を備えている。第３発光ユニット１３３６ｃは、基板３４に支持されている半導体発光素子４２ｃと、半導体発光素子４２ｃの発光面と対向するように設けられた凸レンズ６０ｃと、凸レンズ６０ｃの出射側に設けられた導光体９４１ｃと、導光体９４１ｃの出射側に積層されている蛍光体層２４４ｃと、を備えている。第４発光ユニット１３３６ｄは、基板３４に支持されている半導体発光素子４２ｄと、半導体発光素子４２ｄの発光面と対向するように設けられた凸レンズ６０ｄと、凸レンズ６０ｄの出射側に設けられた導光体９４１ｄと、導光体９４１ｄの出射側に積層されている蛍光体層２４４ｄと、を備えている。
【００７４】
また、各半導体発光素子４２の出射面４２ａ１〜４２ｄ１の面積は、対応する蛍光体層２４４の入射面２４４ａ１〜２４４ｄ１の面積以上である。なお、凸レンズ６０ａ〜６０ｄを適宜凸レンズ６０と称する。また、導光体９４１ａ〜９４１ｄを適宜導光体９４１と称する。
【００７５】
半導体発光素子４２から発した光は、凸レンズ６０により集光され、導光体９４１に入射する。導光体９４１に入射した光は、半導体発光素子４２の発光面以下の入射面を有する蛍光体層２４４を通過して前方へ照射される。この構成により、半導体発光素子４２から発する光が仮に発散する場合であっても、凸レンズ６０と導光体９４１により確実に蛍光体層２４４に集光される。したがって、各蛍光体層２４４から出射された光は、隣接する発光ユニット１３３６の所定の照射領域に漏れ出ることが抑制される。したがって、本実施の形態に係る発光モジュール１３３２によれば、所望の配光特性を高い精度で実現することができる。その結果、発光モジュール１３３２の幾つかの発光ユニット１３３６を消灯し、その他の発光ユニット１３３６を点灯させた場合、点灯している発光ユニット１３３６の光が、消灯している発光ユニット１３３６の照射領域に漏れ出てしまうことが抑制され、その領域に存在する前走車や歩行者に対してグレアを与える状況が改善される。また、半導体発光素子４２を出射した光は凸レンズ６０により集束されて蛍光体層２４４に入射するため、蛍光体層２４４から出射される光の輝度が上がる。
【００７６】
（第６の実施の形態）
図１９は、第６の実施の形態に係る発光モジュールの要部を示す断面図である。本実施の形態に係る発光モジュールは、反射鏡を用いて半導体発光素子の側面から発する光を集束し、導光体へ向かわせている点に特徴がある。以下では、図１０に示す発光モジュール５３２と異なる構成について主に説明する。本実施の形態に係る発光モジュール１４３２は、第１発光ユニット１４３６ａ〜第４発光ユニット１４３６ｄ（以下、適宜発光ユニット１４３６と称する）を備えている。
【００７７】
第１発光ユニット１４３６ａは、基板３４に支持されている半導体発光素子４２ａと、半導体発光素子４２ａを囲むように設けられた反射鏡６２ａと、半導体発光素子４２ａの出射側に間隔を開けて設けられている導光体４１ａと、導光体４１ａの出射側に積層されている蛍光体層４４ａと、を備えている。第２発光ユニット１４３６ｂは、基板３４に支持されている半導体発光素子４２ｂと、半導体発光素子４２ｂを囲むように設けられた反射鏡６２ｂと、半導体発光素子４２ｂの出射側に間隔を開けて設けられている導光体４１ｂと、導光体４１ｂの出射側に積層されている蛍光体層４４ｂと、を備えている。第３発光ユニット１４３６ｃは、基板３４に支持されている半導体発光素子４２ｃと、半導体発光素子４２ｃを囲むように設けられた反射鏡６２ｃと、半導体発光素子４２ｃの出射側に間隔を開けて設けられている導光体４１ｃと、導光体４１ｃの出射側に積層されている蛍光体層４４ｃと、を備えている。第４発光ユニット１４３６ｄは、基板３４に支持されている半導体発光素子４２ｄと、半導体発光素子４２ｄを囲むように設けられた反射鏡６２ｄと、半導体発光素子４２ｄの出射側に間隔を開けて設けられている導光体４１ｄと、導光体４１ｄの出射側に積層されている蛍光体層４４ｄと、を備えている。なお、反射鏡６２ａ〜６２ｄを適宜反射鏡６２と称する。また、導光体４１ａ〜４１ｄを適宜導光体４１と称する。
【００７８】
発光ユニット１４３６においては、半導体発光素子４２から発した光のうち側面から側方に向かって出射された光であっても、反射鏡６２によって反射され、導光体４１に入射する。導光体４１に入射した光は、蛍光体層４４を通過して前方へ照射される。この構成により、半導体発光素子４２から発する光が仮に側面から出射される場合であっても、反射鏡６２と導光体４１により確実に蛍光体層４４に集光される。したがって、各蛍光体層４４から出射された光は、隣接する発光ユニット１４３６の所定の照射領域に漏れ出ることが抑制される。したがって、本実施の形態に係る発光モジュール１４３２によれば、所望の配光特性を高い精度で実現することができる。その結果、発光モジュール１４３２の幾つかの発光ユニット１４３６を消灯し、その他の発光ユニット１４３６を点灯させた場合、点灯している発光ユニット１４３６の光が、消灯している発光ユニット１４３６の照射領域に漏れ出てしまうことが抑制され、その領域に存在する前走車や歩行者に対してグレアを与える状況が改善される。
【００７９】
（車両用灯具）
図２０は、上述のように構成される車両用前照灯装置の照射制御部と車両側の車両制御部の構成を説明する機能ブロック図である。車両用前照灯装置１００の照射制御部１０２は、車両１０４に搭載された車両制御部１０６の指示にしたがって電源回路１０８の制御を行い第１灯具ユニット１８や第２灯具ユニット２０の照射制御を行う。
【００８０】
車両制御部１０６には、ライトスイッチ１１０、時計１１２、照度センサ１１４、カメラ１１６、車速センサ１１８が接続されている。ライトスイッチ１１０は第１灯具ユニット１８のオン／オフによるロービーム照射切替え、第１灯具ユニット１８の点灯時における第２灯具ユニット２０のオン／オフによるハイビーム照射切替え、第１灯具ユニット１８の消灯時における第２灯具ユニット２０のオン／オフによるＤＲＬ照射切替えを手動で行うスイッチである。
【００８１】
本実施の形態の車両用前照灯装置１００は、ライトスイッチ１１０の操作がない場合でも車両１０４の周囲の状況を検出して第１灯具ユニット１８や第２灯具ユニット２０の点消灯制御を行うことができる。例えば、時計１１２は、現在の日時または現在の季節と時刻を車両制御部１０６に提供する。車両制御部１０６は、日時や季節に基づき車両１０４の周囲が車両用前照灯装置１００を点灯すべき暗さであると判定できる場合は、照射制御部１０２に第１灯具ユニット１８の点灯指令を送りロービームを自動点灯するようにしてもよい。一方、車両制御部１０６が車両用前照灯装置１００の点灯は必要ない明るさであると判定した場合、照射制御部１０２に第２灯具ユニット２０の減光点灯指令を送りＤＲＬを自動点灯するようにしてもよい。また、車両制御部１０６は、カメラ１１６からの情報に基づき、車両前方に前方車両や歩行者が存在しない場合、ロービーム照射からハイビーム照射に自動的に切り替えてもよい。
【００８２】
前述したように、本実施形態の場合、第１灯具ユニット１８とともに第２灯具ユニット２０を点灯させているときに、ハイビーム照射領域中に照射を抑制すべき物体が存在する場合、前記物体が存在する位置に対応する第２灯具ユニット２０の照射による部分領域を消灯制御する。ここで、照射を抑制すべき物体とは、対向車や前走車、歩行者などである。このような消灯制御を実行するために、車両制御部１０６は、物体の認識手段として例えばステレオカメラなどのカメラ１１６から提供される画像データを用いる。カメラ１１６の撮影領域は仮想鉛直スクリーンの領域と一致している。撮影画像中に予め保持している車両や歩行者を示す特徴点を含む画像が存在する場合、ハイビーム照射領域中に照射を抑制すべき物体が存在すると判定する。そして、照射を抑制すべき物体の存在する位置に対応する部分領域を形成している発光ユニット３６を消灯するように照射制御部１０２に情報を供給する。なお、ハイビーム照射領域中に照射を抑制すべき対象物を検出する手段は適宜変更可能であり、カメラ１１６に代えてミリ波レーダや赤外線レーダなど他の検出手段を用いてもよい。また、それらを組み合わせてもよい。また、カメラ１１６からの情報に基づき、車両１０４の周囲の明るさを検出してハイビーム照射モードと昼間点灯照射モードの切替え制御を行うようにしてもよい。
【００８３】
なお、本実施の形態においては、車両用灯具としての車両用前照灯装置は、発光モジュールが備える複数の発光ユニットを個別に調光制御する制御回路を備えている。なお、制御回路は、発光モジュールが備える複数の発光ユニットを複数のグループに分けた場合にグループ毎に調光制御するものであってもよい。このような車両用前照灯装置は、前述の発光モジュールを備えることで、所望の配光特性を高い精度で実現することができる。
【００８４】
以上、本発明を各実施の形態をもとに説明した。この実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【００８５】
上述の実施の形態では、青色の光を発する半導体発光素子と黄色の蛍光体の組み合わせた発光ユニットについて説明したが、発光ユニットとしては、紫外光を発する半導体発光素子と、紫外光で励起され、赤、緑、青の光をそれぞれ発する複数の蛍光体と、を有するものであってもよい。あるいは、紫外光を発する半導体発光素子と、紫外光で励起され、青、黄の光を発する蛍光体と、を有する発光ユニットであってもよい。
【００８６】
また、上述の実施の形態では、光波長変換部材としてセラミック材料が用いられているが、これに代えてシリコーン樹脂やガラス、ゾル・ゲル剤と、粉末蛍光体とを混合して板状に加工したものを光波長変換部材として用いてもよい。なお、蛍光体層としては、波長６００ｎｍにおける光透過率が４０％以上であることが好ましい。また、本実施の形態に係る発光モジュールは、車両用灯具だけではなく照明用灯具にも用いることができる。
【符号の説明】
【００８７】
１０  灯具本体ユニット、  １２  透光カバー、  １４  ランプボディ、  １６  エクステンション、  １８  第１灯具ユニット、  ２０  第２灯具ユニット、  ２２  リフレクタ、  ２４  光源バルブ、  ２５  車両前方、  ２６  シェード、  ２８  ホルダ、  ３０  投影レンズ、  ３２  発光モジュール、  ３４  基板、  ３６  発光ユニット、  ４０  成長基板、  ４１  導光体、  ４２  半導体発光素子、  ４４  蛍光体層、  ６０  凸レンズ、  ６２  反射鏡、  １００  車両用前照灯装置、  １０２  照射制御部、  １０４  車両、  １０６  車両制御部、  １０８  電源回路、  １１０  ライトスイッチ、  １１２  時計、  １１４  照度センサ、  １１６  カメラ、  １１８  車速センサ。
【図１】
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【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６】
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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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