(57)【要約】【課題】車両用前照灯においてモノリシック光源アレイで照射領域を照射する場合に、最大照度の増大を図りつつ、照射領域の配光パターンを円滑に変更できるようにする。【解決手段】車両用前照灯１は、ＶＣＳＥＬ５３の複数の群５４を有するモノリシック光源アレイ５と、光入射面７１には光入射点７３が等密度分布で設定されている配光パターン生成部７と、同一の群５４に属するＶＣＳＥＬ５３の出射光を配光パターン生成部７の光入射面７１の同一の光入射点７３に入射させるレンズアレイ６と、レンズアレイ６からの入射光を車両の前方の照射領域に出射する投影部と、各群５４のＶＣＳＥＬ５３の点灯数を制御して光入射面７１の照度分布を制御する光源制御部３１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】
面発光レーザの配列の少なくとも一部において、各群が複数の面発光レーザを有するように、複数の群が構成されているモノリシック光源アレイと、
複数の光入射点が等密度で分布して、各光入射点への入射光による照度の分布として配光パターンが生成される光入射面と、該光入射面を通過して来た光を出射する光出射面とを有する配光パターン生成部と、
前記モノリシック光源アレイにおいて同一の群に属する面発光レーザの出射光が、前記配光パターン生成部の前記光入射面の対応する同一の光入射点に入射するように、各出射光の向きを変更する光学器と、
前記配光パターン生成部からの入射光を車両の前方の照射領域に出射する投影部と、
前記モノリシック光源アレイの各群の面発光レーザの点灯数を制御することにより前記光入射面の照度分布を制御する光源制御部とを備えることを特徴とする車両用前照灯。
【請求項２】
請求項１の車両用前照灯において、
前記光学器は、各レンズが、前記モノリシック光源アレイの前記面発光レーザに１：１に対応付けられて、各面発光レーザからの入射光を前記配光パターン生成部の対応の光入射点へ向けるように、複数のレンズが配列されているレンズアレイを含むことを特徴とする車両用前照灯。
【請求項３】
請求項１の車両用前照灯において、
前記光学器は、
各コリメートレンズが、前記モノリシック光源アレイの前記面発光レーザに１：１に対応付けられて、各面発光レーザからの入射光を、同一の向きに揃えたコリメート光として出射するように、複数のコリメートレンズが配設されている第１光学部と、
前記第１光学部の各コリメートレンズからの入射光を前記配光パターン生成部の対応の光入射点へ向ける第２光学部とを含むことを特徴とする車両用前照灯。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両用前照灯において、
前記配光パターン生成部の前記光入射面は、各区画が唯一の光入射点を内側に含む複数の区画に区画され、
前記光源制御部は、前記配光パターン生成部の区画の照度段階を、該区画に対応する前記モノリシック光源アレイの群の面発光レーザの点灯数を変更することにより、制御することを特徴とする車両用前照灯。
【請求項５】
請求項４に記載の車両用前照灯において、
前記光源制御部は、前記配光パターン生成部の前記光入射面における最も明るい照度段階の複数の区画を含む領域が前記光入射面の中心に対して任意の方向に移動するように、前記モノリシック光源アレイの各群ごとの面発光レーザの点灯数を制御することを特徴とする車両用前照灯。
【請求項６】
請求項４又は５に記載の車両用前照灯において、
前記光源制御部は、前記配光パターン生成部の前記光入射面において中央部を占める複数の区画の照度段階が周辺部を占める複数の区画の照度段階より明るい照度段階となるように、前記モノリシック光源アレイの各群ごとの面発光レーザの点灯数を制御することを特徴とする車両用前照灯。
【請求項７】
請求項４〜６のいずれか１項に記載の車両用前照灯において、
前記区画の照度段階には、該区画に含まれる光入射点の照度が０になる照度段階が含まれることを特徴とする車両用前照灯。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の車両用前照灯において、
前記配光パターン生成部は、透光性の光散乱部であることを特徴とする車両用前照灯。
【請求項９】
請求項８に記載の車両用前照灯において、
前記面発光レーザには、出射光の色に応じて複数種の面発光レーザが存在し、
各群には、各種類の面発光レーザが１つずつ含まれていることを特徴とする車両用前照灯。
【請求項１０】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の車両用前照灯において、
前記配光パターン生成部は、蛍光体により通過光の波長変換を行う波長変換部であることを特徴とする車両用前照灯。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の面発光レーザが配列されたモノリシック光源アレイを用いる車両用前照灯に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ：Vertical Cavity Surface Emitting Laser）が配列されたモノリシック光源アレイを用いる車両用前照灯が知られている（例：特許文献１）。
【０００３】
特許文献１の車両用前照灯では、モノリシック光源アレイの前面側に、モノリシック光源アレイに対峙して光学器としてのレンズアレイが設けられ、該レンズアレイは、モノリシック光源アレイのＶＣＳＥＬに１：１に対応付けられたマイクロレンズを有している。これにより、各ＶＣＳＥＬからのレーザ光は、レンズアレイの対応のマイクロレンズを経て前方の照射領域に向かう。
【０００４】
一方、一部又は全部の光源をレーザやＬＥＤ（Light Emitting Diode）等の半導体発光素子にして、ＡＦＳ（Adaptive Front-lighting System）及びＡＤＢ（Adaptive Driving Beam）を行う車両用前照灯が知られている（例：特許文献２−５）。特許文献２−５の車両用前照灯では、照射領域の範囲を変更したり、照射領域内の所定領域部分の照度を変更する時に、光源を収容するハウジングの向きをアクチュエータにより上下左右に動かしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１０２２８号公報
【特許文献２】特開２０１２−１６２１２１号公報
【特許文献３】特開２０１３−７３６９２号公報
【特許文献４】特開２０１６−１４９２７３号公報
【特許文献５】特開２０１６−２１５７８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の車両用前照灯は、ＶＣＳＥＬを使用するものの、照射領域の各照射点は、対応する１つのＶＣＳＥＬからの光のみで照射される。したがって、照射領域の最も明るい照度は、１つのＶＣＳＥＬの出射光による照度で規定され、増大することができない。
【０００７】
特許文献２−５の車両用前照灯は、照射領域の範囲又は照射領域内の特定の領域部分の照度を変更するために、光源を収容するハウジングの向きをアクチュエータにより変更する方式である。すなわち、照射領域を全体的に移動させるもので、照射領域自体の配光パターンを変更するものではない。
【０００８】
本発明の目的は、モノリシック光源アレイで照射領域を照射する場合に、最大照度の増大を図りつつ、照射領域の配光パターンを円滑に変更することができる車両用前照灯を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の車両用前照灯は、
面発光レーザの配列の少なくとも一部において、各群が複数の面発光レーザを有するように、複数の群が構成されているモノリシック光源アレイと、
複数の光入射点が等密度で分布して、各光入射点への入射光による照度の分布として配光パターンが生成される光入射面と、該光入射面を通過して来た光を出射する光出射面とを有する配光パターン生成部と、
前記モノリシック光源アレイにおいて同一の群に属する面発光レーザの出射光が、前記配光パターン生成部の前記光入射面の対応する同一の光入射点に入射するように、各出射光の向きを変更する光学器と、
前記配光パターン生成部からの入射光を車両の前方の照射領域に出射する投影部と、
前記モノリシック光源アレイの各群の面発光レーザの点灯数を制御することにより前記光入射面の照度分布を制御する光源制御部とを備えることを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、面発光レーザの配列の少なくとも一部において、各群が複数の面発光レーザを有するように、複数の群が構成されている。そして、同一の群に属する面発光レーザの出射光は、配光パターン生成部の光入射面の対応する同一の光入射点に入射する。この結果、照射領域の各照射点は、モノリシック光源アレイの複数の面発光レーザの出射光により照射されるので、照射領域の最大照度の増大を図ることができる。
【００１１】
本発明では、また、モノリシック光源アレイの各群ごとの面発光レーザの点灯数が制御される。これにより、照射領域自体の配光パターンを円滑に変更することができる。
【００１２】
本発明の車両用前照灯において、前記光学器は、各レンズが、前記モノリシック光源アレイの前記面発光レーザに１：１に対応付けられて、各面発光レーザからの入射光を前記配光パターン生成部の対応の光入射点へ向けるように、複数のレンズが配列されているレンズアレイを含むことが好ましい。
【００１３】
この構成によれば、モノリシック光源アレイの各面発光レーザに１：１に対応するレンズにより、各モノリシック光源アレイの同一の群に属する複数の面発光レーザの出射光を配光パターン生成部の光入射面の同一の光入射点に円滑に入射させることができる。
【００１４】
本発明の車両用前照灯において、
前記光学器は、
各コリメートレンズが、前記モノリシック光源アレイの前記面発光レーザに１：１に対応付けられて、各面発光レーザからの入射光を、同一の向きに揃えたコリメート光として出射するように、複数のコリメートレンズが配設されている第１光学部と、
前記第１光学部の各コリメートレンズからの入射光を前記配光パターン生成部の対応の光入射点へ向ける第２光学部とを含むことが好ましい。
【００１５】
この構成によれば、モノリシック光源アレイの各面発光レーザの出射光は、第１光学部の各コリメートレンズにより同一の向きのコリメート光にされてから、第２光学部を経て配光パターン生成部の対応の光入射点に入射する。この結果、第２光学部から配光パターン生成部の光入射面の対応の光入射点に向かう光は、広がりを抑制された均質な光となるので、配光パターン生成部の光入射面において良好な照度分布を生成することができる。
【００１６】
本発明の車両用前照灯において、
前記配光パターン生成部の前記光入射面は、各区画が唯一の光入射点を内側に含む複数の区画に区画され、
前記光源制御部は、前記配光パターン生成部の区画の照度段階を、該区画に対応する前記モノリシック光源アレイの群の面発光レーザの点灯数を変更することにより、制御することが好ましい。
【００１７】
この構成によれば、配光パターン生成部の光入射面は、各区画が１つの光入射点を内側に含む複数の区画に区画される。そして、光パターン生成部の各区画の照度段階が、該区画に対応する前記モノリシック光源アレイの群の面発光レーザの点灯数を変更することにより制御される。こうして、配光パターン生成部の光入射面を区画ごとの照度段階で制御することにより、的確な配光パターンとしての的確な照度段階の分布パターンを配光パターン生成部の光入射面に生成することができる。
【００１８】
本発明の車両用前照灯において、前記光源制御部は、前記配光パターン生成部の前記光入射面における最も明るい照度段階の複数の区画を含む領域が前記光入射面の中心に対して任意の方向に移動するように、前記モノリシック光源アレイの各群ごとの面発光レーザの点灯数を制御することが好ましい。
【００１９】
この構成によれば、配光パターン生成部の光入射面における最も明るい照度段階の複数の区画を含む領域を光入射面の中心に対して任意の方向に移動させて、照射領域内の最も明るい領域を円滑に変更することができる。
【００２０】
本発明の車両用前照灯において、前記光源制御部は、前記配光パターン生成部の前記光入射面において中央部を占める複数の区画の照度段階が周辺部を占める複数の区画の照度段階より明るい照度段階となるように、前記モノリシック光源アレイの各群ごとの面発光レーザの点灯数を制御することが好ましい。
【００２１】
この構成によれば、照射領域の中心部を明るく照らすことができる。
【００２２】
本発明の車両用前照灯において、前記区画の照度段階には、該区画に含まれる光入射点の照度が０になる照度段階が含まれることが好ましい。
【００２３】
この構成によれば、照射領域の内側に、光を照射されない部分を適宜、生成することができる。
【００２４】
本発明の車両用前照灯において、前記配光パターン生成部は、透光性の光散乱部であることが好ましい。
【００２５】
この構成によれば、透光性の光散乱部に配光パターンの基になる照度分布を適切に生成することができる。
【００２６】
本発明の車両用前照灯において、
前記面発光レーザには、出射光の色に応じて複数種の面発光レーザが存在し、
各群には、各種類の面発光レーザが１つずつ含まれていることが好ましい。
【００２７】
この構成によれば、照射光の色を調整することができる。
【００２８】
本発明の車両用前照灯において、前記配光パターン生成部は、蛍光体により通過光の波長変換を行う波長変換部であることが好ましい。
【００２９】
この構成によれば、波長変換部に配光パターンの基になる照度分布を適切に生成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】第１実施形態の車両用前照灯の本体部の模式図。
【図２】配光パターン生成部の光入射面における光入射点の分布を示す図。
【図３】モノリシック光源アレイの光出射面におけるＶＣＳＥＬの配列状態を示す図。
【図４】レンズアレイの光出射面におけるコリメートレンズの配列状態を示す図。
【図５】第２実施形態に関し、図５Ａは車両用前照灯の本体部の模式図、図５Ｂはモノリシック光源アレイにおけるＶＣＳＥＬの群構成を示す図。
【図６】車両用前照灯の制御部のブロック図。
【図７】モノリシック光源アレイにおける群ごとのＶＣＳＥＬの点灯数、配光パターン生成部の光入射点の照度及び配光パターン生成部の区画の照度段階の間の関係についての説明図。
【図８】制御部により制御される配光パターン生成部の光入射面における照度分布パターンを示し、図８Ａは直進走行時の照度分布パターン図、図８Ｂは左旋回時の照度分布パターン図、及び図８Ｃは右旋回時の照度分布パターン図。
【図９】ＡＤＢに基づく配光パターン生成部の光入射面における照度分布パターンを示し、図９Ａは対向車が遠方に存在するときの照度分布パターン図、図９Ｂは対向車が接近したときの照度分布パターン図。
【図１０】第３実施形態の車両用前照灯の本体部の模式図。
【図１１】図１０のレンズアレイに置き換えるプリズム装置の構造図。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
（第１実施形態／本体部）
図１は車両用前照灯１の本体部２の模式図である。車両用前照灯１は、本体部２と、後述の制御部３（図６）とを含む。車両用前照灯１は、モノリシック光源アレイ５、レンズアレイ６、配光パターン生成部７及び投影部８を備える。これらモノリシック光源アレイ５、レンズアレイ６、配光パターン生成部７及び投影部８は、ハウジング１０内に光の進路に沿って順番に配設されている。図１では、モノリシック光源アレイ５、レンズアレイ６、配光パターン生成部７及び投影部８の各中心軸は同一直線上に揃っている。
【００３２】
本体部２は、車両用前照灯１が搭載される車両の車体の前部に配設される。投影部８は、例えば投影レンズ（プロジェクションレンズ）から成り、投影部８からの照射光は、車両の前方の照射領域を照射する。
【００３３】
ここで、説明の便宜のために、３軸直交座標系のＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸を定義する。Ｚ軸はモノリシック光源アレイ５等の中心軸に平行でモノリシック光源アレイ５から投影部８の方に向かう軸とする。Ｘ軸（図２）及びＹ軸は、矩形のレンズアレイ６の長辺及び短辺に対して平行な軸とする。なお、該３軸直交座標系の原点の位置は特に限定しない。
【００３４】
Ｚ軸方向に、モノリシック光源アレイ５の光出射面５２とレンズアレイ６の光入射面６１とが対峙し、レンズアレイ６の光出射面６２と配光パターン生成部７の光入射面７１とが対峙し、配光パターン生成部７の光出射面７２と投影部８の光入射面８１とが対峙している。投影部８の光出射面８２は、車両用前照灯１が搭載される車両の前方の照射領域に向けられている。
【００３５】
モノリシック光源アレイ５は、ＶＣＳＥＬ５３（面発光レーザ）から複数の光をＺ軸に対して平行（ＸＹ平面に対して直角方向）に出射する。レンズアレイ６は、本発明の光学器に相当し、各コリメートレンズ６３においてモノリシック光源アレイ５の各ＶＣＳＥＬ５３からの各入射光を受けて、Ｚ軸に対して傾斜した傾斜角度で配光パターン生成部７の光入射面７１に向けて出射する。
【００３６】
レンズアレイ６の光出射面６２からの所定の複数（図１では２つ）の出射光は、配光パターン生成部７の光入射面７１において同一の光入射点７３（図２）に入射する。レンズアレイ６から複数の出射光が配光パターン生成部７の光入射面７１の同一の光入射点７３に入射することにより、該光入射点７３の照度は、レンズアレイ６の光出射面６２からの単一の出射光が該光入射点７３に入射したときよりも高くなる（明るくなる）。
【００３７】
配光パターン生成部７は、光入射面７１を通過して来た光を光出射面７２から出射する。投影部８は、配光パターン生成部７からの入射光を車両の前方の照射領域に出射する。
【００３８】
図２は、配光パターン生成部７の光入射面７１における光入射点７３の分布を示す図である。配光パターン生成部７は、例えば、板状の透光性の光散乱部となっている。図２に記載している光入射点７３の個数は、図示の簡略化のため、実際の製品における個数より大幅に少なくなっている。
【００３９】
光入射点７３は、光入射面７１において等密度で分布する。図示の例では、光入射点７３のＸ軸方向の寸法ＤａはＹ軸方向の寸法Ｄｂより大となっている（寸法Ｄａ＞寸法Ｄｂ）。光入射面７１における光入射点７３の分布は、等密度が維持されれば、寸法Ｄａ＝寸法Ｄｂ又は寸法Ｄａ＜寸法Ｄｂとすることもできる。
【００４０】
光入射面７１は、複数の区画７４に区画される。各区画７４は、その内側に唯一の光入射点７３を含む。各光入射点７３は、各区画７４の中心に位置する。光入射面７１は、複数の区画７４の集合となり、光入射面７１の任意の位置はいずれかの区画７４に含まれる。区画７４の寸法は、区画７４の照度が、該区画７４に隣り合う区画７４に存在する光入射点７３の照度から影響を受けることなく、該区画７４の内側に唯一存在する光入射点７３の照度の変化に応じて所定の照度段階が変化する寸法に設定される。
【００４１】
図３はモノリシック光源アレイ５の光出射面５２におけるＶＣＳＥＬ５３の配列状態を示している。モノリシック光源アレイ５は、共通のサファイア基板上に複数のＶＣＳＥＬ５３が二次元配列で形成されたものとなっている。複数のＶＣＳＥＬ５３を有するモノリシック光源アレイ５は、複数の半導体レーザが共通の絶縁基板上に組み付けられたハイブリッドの光源アレイや、端面発光型レーザ（非ＶＣＳＥＬ）が二次元配列で形成されたモノリシック光源アレイとは区別される。
【００４２】
寸法及び形状等の一例を述べると、ＶＣＳＥＬ５３は縦横（縦はＹ軸方向に対応し、横はＸ軸方向に対応する。）７０μｍの正方形であり、縦又は横に隣り合うＶＣＳＥＬ５３の間には、３０μｍの離隔部が形成されている。ＶＣＳＥＬ５３は、サファイア基板１３上に縦横の合計５０×２００個が縦横に等間隔に形成されている。
【００４３】
図示の便宜上、図３の各○は、各ＶＣＳＥＬ５３の光出射点を示しており、ＶＣＳＥＬ５３の実際の形状を示すものではない。ＶＣＳＥＬ５３は、光出射面５２に縦横に寸法Ｄｃの等間隔で配置されている。
【００４４】
所定の複数（図示の例では４個）のＶＣＳＥＬ５３は、１つの群５４を構成する。群５４と、図２の光入射点７３とは１：１に対応付けられている。すなわち同一の群５４に属するＶＣＳＥＬ５３は、Ｚ軸に平行に光を出射した後、レンズアレイ６の対応のコリメートレンズ６３を通過する際に、向きを変更され、配光パターン生成部７の同一の光入射点７３に到達する。
【００４５】
図４はレンズアレイ６の光出射面６２におけるコリメートレンズ６３の配列状態を示している。図示の便宜上、図４の各○は、各コリメートレンズ６３の中心部を示しており、コリメートレンズ６３の実際の形状とは相違する。各コリメートレンズ６３は、モノリシック光源アレイ５の各ＶＣＳＥＬ５３と１：１に対応付けられている。各コリメートレンズ６３には、モノリシック光源アレイ５の対応するＶＣＳＥＬ５３からの光が入射する。
【００４６】
コリメートレンズ６３も、モノリシック光源アレイ５のＶＣＳＥＬ５３の群５４に合わせて群６４を構成する。群６４と、図２の光入射点７３とは１：１に対応付けられている。同一の群６４に属する各ＶＣＳＥＬ５３からの出射光は、レンズアレイ６を通過する際に、向きを変更され、配光パターン生成部７の同一の光入射点７３に到達する。
【００４７】
（第２実施形態／本体部）
図５は、第２実施形態の車両用前照灯１ｂに関し、図５Ａは車両用前照灯１ｂの本体部２ｂの模式図、図５Ｂはモノリシック光源アレイ５ｂにおけるＶＣＳＥＬ５３の群構成を示す図である。
【００４８】
図５Ａの本体部２ｂにおいて、図１の車両用前照灯１の本体部２と同一の要素は、本体部２に使用したものと同一の符号で指示する。本体部２ｂでは、モノリシック光源アレイ５ｂからの一部の光は、レンズアレイ６ｂにおいて複数の光が配光パターン生成部７の光入射面７１に重ねられる光学処理を行われない。すなわち、レンズアレイ６ｂの光入射面６１において、モノリシック光源アレイ５ｂからＹ軸方向の両端部に入射した入射光は、配光パターン生成部７の光入射面７１の専用の光入射点７３に入射するように、向きを変更されて、コリメートレンズ６３から出射される。換言すると、レンズアレイ６ｂの光入射面６１において、モノリシック光源アレイ５ｂからＹ軸方向の両端部に入射した入射光に対しては、配光パターン生成部７の光入射面７１の光入射点７３が１：１に割り当てられている。
【００４９】
図５Ｂにおいて、モノリシック光源アレイ５ｂの光出射面５２ｂは、Ｙ軸方向において、両端側の領域５６ａ（図５Ｂでは、一端側のみ図示）と中央側の領域５６ｂとに区分される。そして、領域５６ａのＶＣＳＥＬ５３は群５４を構成せず、領域５６ｂのＶＣＳＥＬ５３のみが、Ｙ軸方向に隣り関係にあるＶＣＳＥＬ５３同士が対になって、群５４を構成している。すなわち、車両用前照灯１（図１）では、全部のＶＣＳＥＬ５３について、４つのＶＣＳＥＬ５３が１つの群５４を構成していたのに対し、車両用前照灯１ｂでは、領域５６ｂに存在するＶＣＳＥＬ５３についてのみ、２つのＶＣＳＥＬ５３が１つの群５４を構成する。
【００５０】
なお、モノリシック光源アレイ５ｂのＶＣＳＥＬ５３が群５４を構成するか、構成しないかは、モノリシック光源アレイ５ｂの構造がモノリシック光源アレイ５の構造に対して変更されることを意味しない。光源制御部３１（図６）が、モノリシック光源アレイ５又は５ｂのＶＣＳＥＬ５３の点灯及び消灯を制御するに当たり、群５４として制御するかしないかが変更されるだけである。換言すると、モノリシック光源アレイ５自体の構成及びモノリシック光源アレイ５ｂ自体の構成は、同一である。
【００５１】
一方、レンズアレイ６ｂについては、図５Ａに示すように、領域５６ａのＶＣＳＥＬ５３から光入射面６１への入射光については、各コリメートレンズ６３ａは、１つの入射光が、対応する１つの光入射点７３に入射するように、光入射面６２から出射する。また、領域５６ｂのＶＣＳＥＬ５３から光入射面６１への入射光については、各コリメートレンズ６３ｂは、２つの入射光が、対応する１つの光入射点７３に入射するように、光入射面６２から出射する。
【００５２】
（制御部）
図６は車両用前照灯１の制御部３のブロック図である。制御部３は、光源制御部３１及びスイッチ部３２を備え、車両制御部３０からのデータに基づいてモノリシック光源アレイ５を制御する。車両制御部３０は、車両用前照灯１が搭載される車両に搭載され、車両に装備される各種センサからの情報を集め、それらの情報に基づいて車両全体の制御（例：走行制御、エンジン制御、経路誘導、及び空調制御）を行っている。
【００５３】
光源制御部３１は、車両制御部３０から所望のデータを入手して、スイッチ部３２を制御する。スイッチ部３２は、モノリシック光源アレイ５のＶＣＳＥＬ５３の通電を個々にオン、オフして、ＶＣＳＥＬ５３を個々に点灯及び消灯できるようになっている。光源制御部３１は、車両制御部３０のデータに基づいてスイッチ部３２を介して各群５４のＶＣＳＥＬ５３の点灯数を制御する。これにより、配光パターン生成部７の光入射面７１の照度分布が変化して、投影部８の光出射面８２からの出射光としての照射光により照射される車両の前方の照射領域の光配光パターンが変化する。
【００５４】
光源制御部３１は、車両制御部３０から、車両用前照灯１が搭載されている車両のステアリングホィールの操舵角の情報に基づいて該車両の旋回方向を検知することができる。ステアリングホィールの操舵角の情報は、ＡＦＳに使用される。
【００５５】
光源制御部３１は、また、車両の前方に人、対抗車及び同一方向走行車（以下、「ターゲット」という）が存在する場合に、車両に対するターゲットの相対方向、相対距離及び寸法（例：画角換算の寸法）のターゲット情報を入手する。車両制御部３０は、ターゲット情報を、例えば車両前方を撮影するカメラの撮像画像から抽出することができる。光源制御部３１は、ターゲット情報に基づいて、ターゲットが光入射面７１において占める区画７４がどれかを算出する。
【００５６】
図７は、モノリシック光源アレイ５における群５４ごとのＶＣＳＥＬ５３の点灯数Ｎ、配光パターン生成部７の光入射点７３の照度Ｕ及び配光パターン生成部７の区画７４の照度段階Ｗの三者間の関係についての説明図である。
【００５７】
図７は、図１の車両用前照灯１についての点灯数Ｎ等の関係である。すなわち、モノリシック光源アレイ５において、縦横（Ｙ軸方向及びＸ軸方向）２×２個のＶＣＳＥＬ５３が１つのける群５４を構成するときの関係である。図７のＶＣＳＥＬ５３において、白丸はＶＣＳＥＬ５３が点灯していることを意味し、黒丸はＶＣＳＥＬ５３が消灯していることを意味する。
【００５８】
点灯数Ｎ、照度Ｕ及び照度段階Ｗにおいて、数値が同一のもの同士が対応していることを意味する。照度Ｕ及び照度段階Ｗは、数値が大きいほど、明るい照度及び明るい照度段階Ｗを意味する。
【００５９】
点灯数Ｎの最大値は４であるので、光入射点７３の照度Ｕ及び区画７４の照度段階Ｗは、０〜４の５段階で制御される。区画７４は、唯一の光入射点７３を内側の位置としての中心の位置に有する区画として形成される。光入射点７３の照度Ｕは、対応する群５４におけるＶＣＳＥＬ５３の点灯数Ｎに対応するので、区画７４の照度段階Ｗは、対応する群５４におけるＶＣＳＥＬ５３の点灯数Ｎに対応し、照度Ｕ＝区画７４の照度段階の照度となる。照度段階Ｗ＝４は、最大の（最も明るい）照度段階Ｗを意味し、照度段階Ｗ＝０は、最小の（最も暗い）照度段階Ｗを意味する。
【００６０】
（ＡＦＳ）
図８は、制御部３により制御される配光パターン生成部７の光入射面７１における照度分布パターンを示している。車両用前照灯１が搭載される車両の前方の照射領域は、照度分布パターンに対応する配光パターンで車両用前照灯１からの照射光を照射される。図８Ａは車両の直進走行時の照度分布パターンを示し、図８Ｂは車両の左旋回時の照度分布パターンを示し、図８Ｃは車両の右旋回時の照度分布パターンを示している。
【００６１】
なお、図８及び図９において、Ｗ４〜Ｗ０は、それぞれ照度段階Ｗ＝４〜０の区画７４を示す。Ａ４〜Ａ０は、それぞれＷ４〜Ｗ０の区画７４が複数連なる領域を示している。Ｗ４は、光入射面７１において明るさが最大である照度段階Ｗである。Ｗ０は、光入射面７１において明るさが最小である照度段階Ｗである。照度段階Ｗ＝０の区画７４に含まれる光入射点７３の照度Ｕは０であり、照度Ｕ＝０とは入射光無しを意味する。すなわち光入射点７３に対応する群５４に属する全部のＶＣＳＥＬ５３は消灯している。
【００６２】
図８の照度分布パターン制御では、図７の照度段階Ｗ＝４，３，２の３段階を使用し、照度段階Ｗ＝１，０は使用していない。したがって、光入射面７１において最小の明るさの区画７４は、照度段階Ｗ＝２の区画７４となる。
【００６３】
光源制御部３１は、車両の直進走行時では、図８Ａに示すように、配光パターン生成部７の光入射面７１において、最大の明るさの領域Ａ４が中央部を占め、最大の明るさの領域Ａ４より暗い領域Ａ３及び領域Ａ２が周辺部を占めるように、モノリシック光源アレイ５の各群５４のＶＣＳＥＬ５３の点灯数Ｎを制御する。
【００６４】
光源制御部３１は、車両の左旋回時では、図８Ｂに示すように、配光パターン生成部７の光入射面７１において、最大の明るさの領域Ａ４の中心が光入射面７１の中心から左へ移動するように、モノリシック光源アレイ５の各群５４のＶＣＳＥＬ５３の点灯数Ｎを制御する。光源制御部３１は、また、最大の明るさの領域Ａ４を包囲する領域Ａ３及び領域Ａ２が、領域Ａ４の左への移動に伴い、左へ移動するように、モノリシック光源アレイ５の各群５４のＶＣＳＥＬ５３の点灯数Ｎを制御する。なお、領域Ａ４の中心の左へ移動量は、ステアリンクホィールの左への操舵角に比例させる。
【００６５】
光源制御部３１は、車両の右旋回時では、図８Ｃに示すように、配光パターン生成部７の光入射面７１において、最大の明るさの領域Ａ４の中心が光入射面７１の中心から右へ移動するように、モノリシック光源アレイ５の各群５４のＶＣＳＥＬ５３の点灯数Ｎを制御する。光源制御部３１は、また、最大の明るさの領域Ａ４を包囲する領域Ａ３及び領域Ａ２が、領域Ａ４の右への移動に伴い、右へ移動するように、モノリシック光源アレイ５の各群５４のＶＣＳＥＬ５３の点灯数Ｎを制御する。なお、領域Ａ４の中心の右へ移動量は、ステアリンクホィールの右への操舵角に比例させる。
【００６６】
（ＡＤＢ）
図９はＡＤＢに基づく配光パターン生成部７の光入射面７１における照度分布パターンを示している。図９Ａは対向車８６が遠方に存在するときの照度分布パターンを示し、図９Ｂは対向車８６が接近したときの照度分布パターンを示している。車両用前照灯１が搭載されている車両自体は、図８Ａの場合と同様に左側のレーンを直進走行している。
【００６７】
光源制御部３１は、車両制御部３０からの入手データに基づいてＡＤＢのターゲットとしての対向車８６が光入射面７１のどの区画７４に対応するかを算出する。そして、対向車８６に対応する区画７４については、その照度段階Ｗが０となるように、すなわち該区画７４の光入射点７３に対応する群５４の全部のＶＣＳＥＬ５３を消灯する。これにより、対向車８６の運転手は、車両用前照灯１の車両からの照射光を当てられて、目が眩むのを防止される。
【００６８】
（第３実施形態／本体部）
図１０は、第３実施形態としての車両用前照灯１ｃの本体部２ｃの模式図である。車両用前照灯１ｃにおいて、車両用前照灯１の要素と同一の要素については、同一の符号で指示して、説明は省略する。車両用前照灯１との相違点についてのみ説明する。
【００６９】
車両用前照灯１ｃは、本体部２（図１）に代えて、本体部２ｃを備えている。本体部２ｃは、レンズアレイ６（図１）に代えて、レンズアレイ９４，１００を備えている。モノリシック光源アレイ５、レンズアレイ９４，１００、配光パターン生成部７及び投影部８は、各中心軸を同一直線上に揃えて、モノリシック光源アレイ５からの出射光の進行方向に順番に、配設されている。本体部２ｃにおいて、レンズアレイ９４は第１光学器に相当し、レンズアレイ１００は第２光学器に相当する。
【００７０】
レンズアレイ９４は、光入射面９５及び光出射面９６をそれぞれモノリシック光源アレイ５の光出射面５２及びレンズアレイ６の光入射面６１に対峙させている。レンズアレイ９４は、コリメートレンズ９７を、レンズアレイ６の光出射面６２におけるコリメートレンズ６３と同一の配列状態（図４）で、有している。モノリシック光源アレイ５のＶＣＳＥＬ５３とレンズアレイ９４のコリメートレンズ９７とは１：１に対応し、モノリシック光源アレイ５のＶＣＳＥＬ５３の総数とレンズアレイ９４のコリメートレンズ９７の総数とは等しい。
【００７１】
モノリシック光源アレイ５の各ＶＣＳＥＬ５３からの出射光は、進行に伴い、進行方向（Ｚ軸方向）に対して直角方向（Ｘ軸及びＹ軸の方向）に少しずつ広がりながら、レンズアレイ９４の対応するコリメートレンズ９７に入射する。各コリメートレンズ９７は、ＶＣＳＥＬ５３からの入射光を、レンズアレイ９４の中心軸に対して平行な向きに揃えたコリメート光にして光出射面９６から出射する。
【００７２】
レンズアレイ１００は、レンズアレイ９４からの入射光に対して群ごとに１つの割り当てでコリメートレンズ１０３を有している。図３で説明したように、４つのＶＣＳＥＬ５３が１つの群５４を構成する場合には、レンズアレイ９４からの４つの入射光に対して１個のコリメートレンズ１０３が存在する。コリメートレンズ１０３の直径はコリメートレンズ９７の直径の２倍である。この場合、レンズアレイ９４のコリメートレンズ９７の総数と、レンズアレイ１００のコリメートレンズ１０３の総数とは、４：１の比率になる。
【００７３】
配光パターン生成部７の各光入射点７３は、各コリメートレンズ１０３の光軸上に位置する。こうして、各コリメートレンズ１０３は、それに入射する４つの入射光を、真向かいの１つの光入射点７３に入射するように、光出射面１０２から出射する。
【００７４】
車両用前照灯１ｃの利点は、レンズアレイ９４，１００として、各コリメートレンズ９７，１０３の向きがレンズアレイ９４，１００の中心軸に対して平行な向きに揃ったレンズアレイ、すなわち構造の簡単なレンズアレイを使用することができることである。
【００７５】
車両用前照灯１ｃでは、第１光学器としてのレンズアレイ９４は、各コリメートレンズ９７からレンズアレイ９４の中心軸に平行にコリメート光を出射するので、第２光学器としてのレンズアレイ１００はプリズム装置に置き換えることができる。
【００７６】
図１１は図１０のレンズアレイ１００に置き換えるプリズム装置１１０の構造図である。図１１は、プリズム装置１１０を光入射面１１１の側から見た図である。プリズム装置１１０は、その中心軸（図１０のＺ軸）の方向に光入射面１１１をレンズアレイ９４の光出射面９６に対峙させ、光出射面（図示せず）を配光パターン生成部７の光入射面７１に対峙させている。
【００７７】
プリズム装置１１０の光入射面１１１には、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に等ピッチでプリズム１１５が配列されている。プリズム１１５は、正四角錐を基本とする形状を有し、正方形の底面の各隅部をカット線１１７で切り落とされて、底面の各辺をＸ軸及びＹ軸に対して４５°で傾斜させている。これにより、Ｘ軸及びＹ軸の方向に隣り同士のプリズム１１５は、カット線１１７を共有する。
【００７８】
プリズム１１５の４つの側面１１８の光入射点１２２には、各光入射点１２２に対してＺ軸方向に対峙しているレンズアレイ９４の光出射面９６の各コリメートレンズ９７からの光が入射する。プリズム１１５の各光入射点１２２に入射した光は、プリズム装置１１０の光出射面（図示せず）から、該光出射面に対峙している配光パターン生成部７の光入射面７１の１つの光入射点７３（図１０）に入射する。
【００７９】
なお、レンズとは、光入射面及び光出射面の少なくとも一方が曲面で形成される光学素子と定義し、プリズムとは、光入射面及び光出射面が共に平面で形成される光学素子と定義する。レンズアレイ１００に代えて、プリズム装置を備える場合には、プリズム装置は非コリメート光をコリメート光に変換する必要がないので、第２光学器のコストを低減することができる。
【００８０】
（変形例）
実施形態では、透光性の光散乱部から成る配光パターン生成部７が用いられている。本発明の配光パターン生成部は、配光パターン生成部７に代えて、蛍光体プレート（波長変換部）を用いることができる。蛍光体プレートは、内部に蛍光体粒子を備え、通過光の波長変換を行う。例えば、面発光レーザの発光色が青であるときは、該青の光を蛍光体プレートの光入射面側から光出射面側に通過させることにより、一部の光が黄色の光に変換され、蛍光体プレートからの出射光は、混合色としての白になる。
【００８１】
実施形態では、モノリシック光源アレイ５のＶＣＳＥＬ５３は、どれも同一色の光を出射するものとなっている。本発明では、面発光レーザには、出射光の色に応じて複数種の面発光レーザが存在してもよい。本発明では、面発光レーザの配列の少なくとも一部において、各群が複数の面発光レーザを有するように、複数の群が構成されているが、各群を構成する面発光レーザの色を複数種とすることもできる。その場合は、面発光レーザの配列の各群には、各種類の面発光レーザが１つずつ含まれているようにする。これにより、配光パターン生成部の光入射面の各光入射点における変更色を等しくすることができる。
【００８２】
実施形態の図７の説明では、区画７４の照度段階Ｗの段階数としての所定数は、５である。群５４を構成するＶＣＳＥＬ５３の個数を適宜、４以外に変更すれば、区画７４の照度段階Ｗの段階数としての所定数を３又は５以上に変更することができる。なお、所定数から２を除外しているのは、群５４は、少なくとも２以上のＶＣＳＥＬ５３から構成されなければならないからである。
【００８３】
実施形態に対応する図８では、光源制御部３１が、車両用前照灯１を搭載している車両の旋回方向に応じて、配光パターン生成部７の光入射面７１における最も明るい照度段階の区画が光入射面７１の中心に対して左又は右に移動させることを説明した。本発明の光源制御部は、配光パターン生成部７の光入射面７１における最も明るい照度段階の区画が光入射面７１の中心に対して左又は右だけでなく、上下及び斜めの任意の方向に移動させることができる。
【００８４】
実施形態に対応する図９では、ターゲットとして対向車８６のみについて説明している。本発明では、ターゲットとして、対向車８６以外の車両前方の人や、先行車両を含めることができる。
【符号の説明】
【００８５】
１，１ｂ，１ｃ・・・車両用前照灯、５・・・モノリシック光源アレイ、６４・・・レンズアレイ（光学器）、７・・・配光パターン生成部、８・・・投影部、３１・・光源制御部、５３・・・ＶＣＳＥＬ（面発光レーザ）、５４・・・群、６１・・・光入射面、６３，６３ａ，６３ｂ，９７，１０３・・・コリメートレンズ、７１・・・光入射面、７３・・・光入射点、７４・・・区画、９４・・・レンズアレイ（第１光学部）、１００・・・レンズアレイ（第２光学部）。
【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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