(57)【要約】      （修正有）【課題】ＡＤＢシステムにおける照射範囲ないし遮光範囲の分解能を必要十分に確保しつつ、必要な発光素子の数を削減する。【解決手段】それぞれが第１方向Ｘに延在し、かつ当該第１方向と交差する第２方向Ｙにおいて隣接して配置された複数の発光素子列４０〜４４、を備え、複数の発光素子列４０〜４４は、それぞれ、第１方向に沿って配列された複数の発光素子を有しており、かつ当該第１方向における長さが略同一であり、複数の発光素子列のうち、第２方向Ｙにおける一端の第１発光素子列４０の各発光素子の数が当該第１発光素子列と隣り合う第２発光素子列４１の各発光素子の数よりも少なく、かつ当該第１発光素子列４０の各発光素子の発光部の面積及び／又は第１方向Ｘの幅が当該第１発光素子列４０に隣接する第２発光素子列４１の各発光素子の発光部の面積及び／又は第１方向Ｘの幅よりも大きく設定されている、光源装置である。【選択図】図１
2015015104.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両用前照灯に組み込んで用いられる光源装置であって、
それぞれが第１方向に延在し、かつ当該第１方向と交差する第２方向において隣接して配置された複数の発光素子列、
を備え、
前記複数の発光素子列は、それぞれ、第１方向に沿って配列された複数の発光素子を有しており、かつ当該第１方向における長さが略同一であり、
前記複数の発光素子列のうち、前記第２方向における一端の第１発光素子列の各発光素子の数が当該第１発光素子列と隣り合う第２発光素子列の各発光素子の数よりも少なく、かつ当該第１発光素子列の各発光素子の発光部の面積及び／又は前記第１方向の幅が当該第１発光素子列に隣接する第２発光素子列の各発光素子の発光部の面積及び／又は前記第１方向の幅よりも大きく設定されている、
光源装置。
【請求項２】
前記第１発光素子列の各発光素子のうち、前記第１方向における一端及び／又は他端の発光素子の発光部の面積及び／又は前記第１方向の幅がそれ以外の各発光素子の面積及び／又は前記第１方向の幅よりも大きく設定されている、
請求項１に記載の光源装置。
【請求項３】
前記第１発光素子列の各発光素子の前記第２方向の幅がすべて同一である、
請求項１又は２に記載の光源装置。
【請求項４】
前記複数の発光素子列のうち、前記第２発光素子列の各発光素子の各発光部の面積及び又は前記第１方向の幅が当該第２発光素子列と隣り合う第３発光素子列の各発光部の面積及び／又は第１方向の幅よりも大きく設定されている、
請求項１〜３の何れか１項に記載の光源装置。
【請求項５】
前記第２発光素子列の各発光素子と前記第３発光素子列の各発光素子は、前記第１方向の幅が略同一であり前記第２方向の幅が異なる、
請求項４に記載の光源装置。
【請求項６】
前記複数の発光素子列のうち、前記第２方向における他端側の第４発光素子列の各発光素子は、前記第１方向に対して斜交するエッジを含んだ外縁形状を有する、
請求項１〜５の何れか１項に記載の光源装置。
【請求項７】
請求項１〜６の何れか１項に記載の光源装置と、
この光源装置から出射する光を投影するレンズと、
を備える、車両用前照灯。
【請求項８】
請求項７に記載の車両用前照灯と当該車両用前照灯を制御する点灯制御装置を含む車両用前照灯システムであって、
前記点灯制御部は、
カメラにより撮影される自車両の前方の画像に基づいて前方車両の位置を検出する検出部と、
前記前方車両の位置に基づいて当該前方車両を含む領域を光の非照射範囲に設定するとともにそれ以外の領域を前記光の照射範囲に設定する光照射範囲設定部と、
前記光照射範囲設定部によって設定される前記光の照射範囲及び前記光の非照射範囲に対応した制御信号を生成して前記車両用前照灯へ出力する配光制御部と、
を含む、車両用前照灯システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自車両の前方への光を照射する際に光の照射範囲を小区分ごとに制御する配光制御技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
夜間に車両を走行させる際に、運転者は、基本的に前照灯によりハイビームを照射させることにより車両の前方を確認し、必要に応じてロービームに切り換えるが、切り替えの煩わしさや道路環境によりロービームを用いる場合も多い。このとき、いわゆるカットオフラインより上側に光を照射すると、対向車両や先行車両（以下、これらを「前方車両」という。）にグレアを与えるおそれがある。このため近年では、自車両に搭載されたカメラによって前方車両を撮影して得られる画像を用いて前方車両のランプ（テールランプまたはヘッドランプ）の位置を検出し、前方車両の位置が遮光範囲となるようにしてハイビームの照射パターンを制御する配光制御技術が種々提案されている（例えば、特許文献１参照）。このような配光制御技術はＡＤＢ（Adaptive Driving Beam）制御とも呼ばれ、前方車両へのグレアを抑制するとともに歩行者の早期発見や遠方視認性の向上に資するものである。
【０００３】
上記のＡＤＢ制御に用いられる車両用前照灯の一例として、複数の発光素子（発光ダイオード）をマトリクス状に配列したＬＥＤアレイとこのＬＥＤアレイから出射する光を投影するプロジェクションレンズを組み合わせたものが知られている（特許文献２参照）。このような車両用前照灯によれば、各発光ダイオードを選択的に点灯させることにより、前方車両の位置に応じた光照射範囲ないし遮光範囲をより高い分解能で制御することが可能となる。
【０００４】
ところで、上記した先行例のＡＤＢシステムでは、制御可能な光照射範囲ないし遮光範囲の分解能をより高めるにはＬＥＤアレイに含まれる発光素子の数をより多くすることが望まれる。しかしながら、発光素子の数を多くすればするほど、それらの発光素子を選択的に点灯させるための駆動装置が複雑化するという不都合が生じる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４６２４２５７号公報
【特許文献２】特開２０１０−４０５２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明に係る具体的態様は、ＡＤＢシステムにおける照射範囲ないし遮光範囲の分解能を必要十分に確保しつつ、必要な発光素子の数を削減することが可能な技術を提供することを目的の１つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る一態様の光源装置は、車両用前照灯に組み込んで用いられる光源装置であって、（ａ）それぞれが第１方向に延在し、かつ当該第１方向と交差する第２方向において隣接して配置された複数の発光素子列、を備え、（ｂ）複数の発光素子列は、それぞれ、第１方向に沿って配列された複数の発光素子を有しており、かつ当該第１方向における長さが略同一であり、（ｃ）複数の発光素子列のうち、第２方向における一端の第１発光素子列の各発光素子の数が当該第１発光素子列と隣り合う第２発光素子列の各発光素子の数よりも少なく、かつ当該第１発光素子列の各発光素子の発光部の面積及び／又は第１方向の幅が当該第１発光素子列に隣接する第２発光素子列の各発光素子の発光部の面積及び／又は第１方向の幅よりも大きく設定されている、光源装置である。
【０００８】
上記構成によれば、隣接する発光素子列において、それぞれに含まれる発光素子の個数、面積等を異なるように設定しているので、これらから出射する光をレンズによって投影することで、ＡＤＢ機能を実現するにあたって、高い分解能での光照射制御が望まれる領域については各発光素子の発光部の面積等が小さい発光素子列により選択的な光照射を実現し、かつ高い分解能が必ずしも必要ではない領域については、各発光素子の発光部の面積がより大きい発光素子列によって選択的な光照射を実現することができる。このため、光照射制御に必要な分解能は維持しつつ発光素子の数を低減することが可能となるので、このマトリクスＬＥＤを駆動する装置の構成を簡素化することができる。
【０００９】
上記の光源装置においては、第１発光素子列の各発光素子のうち、第１方向における一端及び／又は他端の発光素子の発光部の面積及び／又は第１方向の幅がそれ以外の各発光素子の面積及び／又は第１方向の幅よりも大きく設定されている、ことも好ましい。
【００１０】
一端や他端の発光素子による光はレンズによって投影されることで車両の前方の左端あるいは右端に照射されるので、この光に必要な分解能は車両の前方中央に照射される光に比べて低くてもよいと考えられる。したがって、一端や他端の発光素子の発光部の面積等を大きくすることで、発光素子の数をさらに低減することができる。
【００１１】
上記の光源装置においては、第１発光素子列の各発光素子の第２方向の幅がすべて同一であってもよい。
【００１２】
これにより、隣り合う他の発光素子列との間に発光に寄与しない領域が生じるのを極力回避することができる。
【００１３】
上記の光源装置においては、複数の発光素子列のうち、第２発光素子列の各発光素子の各発光部の面積及び又は第１方向の幅が当該第２発光素子列と隣り合う第３発光素子列の各発光部の面積及び／又は第１方向の幅よりも大きく設定されている、ことも好ましい。
【００１４】
これにより、細やかな光照射制御が望まれる領域にはより高い分解能での光照射が可能となる。
【００１５】
上記の光源装置においては、第２発光素子列の各発光素子と第３発光素子列の各発光素子は、第１方向の幅が略同一であり第２方向の幅が異なる、ことも好ましい。
【００１６】
上記の光源装置において、複数の発光素子列のうち、第２方向における他端側の第４発光素子列の各発光素子は、第１方向に対して斜交するエッジを含んだ外縁形状を有する、ことも好ましい。
【００１７】
これにより、例えばこの第４発光素子列からの光をカットオフラインに対応させることでこのカットオフラインの段差部を可変させることが可能となり、いわゆるＡＦＳ機能も実現可能となる。
【００１８】
本発明に係る一態様の車両用前照灯は、上記した光源装置と、この光源装置から出射する光を投影するレンズとを備える、車両用前照灯である。
【００１９】
上記構成によれば、ＡＤＢシステムにおける照射範囲ないし遮光範囲の分解能を必要十分に確保しつつ、必要な発光素子の数を削減することが可能な車両用前照灯が提供される。
【００２０】
本発明に係る一態様の車両用前照灯システムは、上記した車両用前照灯と当該車両用前照灯を制御する点灯制御装置を含む車両用前照灯システムであって、点灯制御部が（ａ）カメラにより撮影される自車両の前方の画像に基づいて前方車両の位置を検出する検出部と、（ｂ）前方車両の位置に基づいて当該前方車両を含む領域を光の非照射範囲に設定するとともにそれ以外の領域を光の照射範囲に設定する光照射範囲設定部と、（ｃ）光照射範囲設定部によって設定される光の照射範囲及び光の非照射範囲に対応した制御信号を生成して車両用前照灯へ出力する配光制御部と、を含む、車両用前照灯システムである。
【００２１】
上記構成によれば、ＡＤＢシステムにおける照射範囲ないし遮光範囲の分解能を必要十分に確保しつつ、必要な発光素子の数を削減することが可能な車両用前照灯システムが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１（Ａ）は、一実施形態の光源装置としてのマトリクスＬＥＤの構成を模式的に示した平面図である。図１（Ｂ）は、図１（Ａ）のマトリクスＬＥＤの一部を拡大して示した平面図である。
【図２】図２は、マトリクスＬＥＤに含まれる発光素子の構成例を示す模式的な断面図である。
【図３】図３（Ａ）は、ランプユニットの構成例を示す模式図である。また、図３（Ｂ）は、このランプユニットの光学的な構成を示す模式図である。
【図４】図４は、一実施形態の車両用前照灯システムの構成を示すブロック図である。
【図５】図５（Ａ）および図５（Ｂ）は、上記の車両用前照灯システムによって形成される配光パターンの一例を説明するための図である。
【図６】図６（Ａ）および図６（Ｂ）は、上記の車両用前照灯システムによって形成される配光パターンの一例を説明するための図である。
【図７】図７（Ａ）および図７（Ｂ）は、上記の車両用前照灯システムによって形成される配光パターンの一例を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下に、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００２４】
図１（Ａ）は、一実施形態の光源装置としてのマトリクスＬＥＤの構成を模式的に示した平面図である。図示のマトリクスＬＥＤは、規則的に配列された複数の発光素子（ＬＥＤ）を含んで構成されている。図１では主に各発光素子の発光部の形状が示されている。図示のマトリクスＬＥＤは、複数の発光素子列（発光素子アレイ）４０、４１、４２、４３、４４を備える。各発光素子列４０等は、それぞれが複数の発光素子を第１方向（図中のｘ方向）に配列して構成されている。図示のように、各発光素子の発光部（発光面）は種々の大きさ、形状を有する。マトリクスＬＥＤは、全体としては長方形状であり、例えば、長辺長さＬが９ｍｍで短辺長さＷが３ｍｍである。
【００２５】
発光素子列４０は、第１方向に配列された７個の発光素子を有する。詳細には、発光素子列４０は、隣接して配列された５個の発光素子４０ａと、これら５個の発光素子４０ａからなる列の一端側に隣接して配列された１個の発光素子４０ｂと、これら５個の発光素子４０ａからなる列の他端側に隣接して配列された１つの発光素子４０ｃを有する。５個の発光素子４０ａは、互いに形状、面積、短辺長さ（幅）が等しい。これに対して、各発光素子４０ｂ、４０ｃは、各発光素子４０ａよりも長辺長さが広く正方形に近い形状を有している。発光素子４０ｂと発光素子４０ｃとは互いに形状、長辺長さ、短辺長さ（幅）および面積が等しい。なお、発光素子列４０はマトリクスＬＥＤの長辺に対して複数に分割されればよいため、上記の分割数に限られない。
【００２６】
発光素子列４１は、第１方向に配列された３０個の発光素子４１ａを有する。図中では代表して１個の発光素子４１ａのみ符号を付して示す。これら３０個の発光素子４１ａは、互いに形状および面積が等しく、かつそれぞれは上記した各発光素子４０ａとは形状等が異なり、面積が小さい。本例の各発光素子４１ａは、これらの配列方向（図中のｘ方向）と直交する第２方向（図中のｙ方向）に伸びた長方形状である。この発光素子列４１は、発光素子列４０と第２方向において隣接して配置されている。各発光素子４１ａは、各々の幅（第１方向の長さ）が隣接する１つの発光素子４０ａの幅（第１方向の長さ）に対して１／４となっており、１つの発光素子４０ｂまたは１つの発光素子４０ｃに対しては１／５となっている。そして、各発光素子４０ａに対してその幅の範囲内に４個ずつの発光素子４１ａが対応付けて配置されており、各発光素子４０ｂ、４０ｃのそれぞれに対してはそれらの幅の範囲内に５個ずつの発光素子４１ａが対応づけて配置されている。なお、発光素子４１ａ、４１ｂは、発光素子４０ａ、４０ｂ、４０ｃに対してそれぞれ複数に分割されればよいため、上記の分割数に限られない。
【００２７】
発光素子列４２は、第１方向に配列された３０個の発光素子４２ａを有する。図中では代表して１個の発光素子４２ａのみ符号を付して示す。これら３０個の発光素子４２ａは、互いに形状および面積が等しく、かつそれぞれは上記した各発光素子４１ａとは形状が異なり、面積が小さい。各発光素子４２ａの形状は正方形状である。この発光素子列４２は、発光素子列４１と第２方向において隣接して配置されている。各発光素子４２ａは、各々の幅（第１方向の長さ）が１つの発光素子４０ａの幅（第１方向の長さ）に対して１／４となっており、１つの発光素子４０ｂまたは１つの発光素子４０ｃに対しては１／５となっている。そして、各発光素子４２ａは、隣接する発光素子列４１の各発光素子４１ａと一対一に対応付けて配置されている。なお、発光素子４２ａは、発光素子４１ａ、４１ｂの個数に対応して配列されるため、発光素子の個数は上記に限られない。
【００２８】
発光素子列４３は、第１方向に配列された２３個の平行四辺形状の発光素子４３ａと７個の二等辺三角形状の発光素子４３ｂと７個の二等辺三角形状の発光素子４３ｃを有する。図中ではそれぞれ代表して１個の発光素子４３ａ、発光素子４３ｂ、発光素子４３ｃにのみ符号を付して示す。この発光素子列４３は、発光素子列４２と第２方向において隣接して配置されている。２３個の平行四辺形状の発光素子４３ａは、互いに形状および面積が等しい。同様に、７個の二等辺三角形状の発光素子４３ｂは互いに形状および面積が等しく、７個の二等辺三角形状の発光素子４３ｃも同様である。詳細には、この発光素子列４３においては、図中、左から１つの発光素子４３ｃ、３つまたは４つの発光素子４３ａ、１つの発光素子４３ｂが１組となって配列され、これらが１つの発光素子４０ｂに対応する幅の範囲内に配置されている。次いで、左から１つの発光素子４３ｃ、３つの発光素子４３ａ、１つの発光素子４３ｂが１組となって配列され、これらが１つの発光素子４０ａに対応する幅の範囲内に配置されている。このような配列が各発光素子４０ａに対して繰り返される。次いで、左から１つの発光素子４３ｃ、４つの発光素子４３ａ、１つの発光素子４３ｂが１組となって配列され、これらが１つの発光素子４０ｂに対応する幅の範囲内に配置されている。なお、発光素子４３ａ、４３ｂ、４３ｃは、発光素子４２ａの個数に対応して配列されるため、発光素子の個数は上記に限られない。
【００２９】
発光素子列４４は、第１方向に配列された３０個の発光素子４４ａを有する。図中では代表して１個の発光素子４４ａのみ符号を付して示す。これら３０個の発光素子４４ａは、互いに形状および面積が等しい。各発光素子４４ａの形状は正方形状である。この発光素子列４４は、発光素子列４３と第２方向において隣接して配置されている。各発光素子４４ａは、各々の幅（第１方向の長さ）が１つの発光素子４０ａの幅（第１方向の長さ）に対して１／４となっており、１つの発光素子４０ｂまたは１つの発光素子４０ｃに対しては１／５となっている。そして、各発光素子４４ａは、隣接する発光素子列４３の各発光素子４３ａまたは各発光素子４３ｃと一対一に対応付けて配置されている。なお、発光素子４４ａは、発光素子４３ａ、４３ｂ、４３ｃの個数や発光素子４０ａ、４０ｂ、４０ｃの幅に対応して配列されるため、発光素子の個数は上記に限られない。
【００３０】
図１（Ｂ）は、図１（Ａ）のマトリクスＬＥＤの一部を拡大して示した平面図である。図示のように、発光素子列４３に含まれる平行四辺形状の発光素子４３ａは、それぞれ、一対の対角の角度が４５°である。そして、各発光素子４３ａは、第１方向に平行な２つの辺を有しており、そのうち１辺の配置された側が１つの発光素子４２ａと隣接し、他の１辺の配置された側が１つの発光素子４４ａと隣接している。各発光素子４３ａの第１方向に平行な２つの辺は、それぞれの長さが隣接する各発光素子４２ａ、４４ａの幅とほぼ等しい。他方で、発光素子列４３に含まれる三角形状の発光素子４３ｂ、４３ｃは、それぞれ、２つの底角の角度が４５°である。これらは、１つの発光素子４３ｂと１つの発光素子４３ｃを合わせると１つの発光素子４３ａとほぼ同一形状、同一面積となっている。別言すれば、１つの発光素子４３ｂと１つの発光素子４３ｃを合わせたものが１つの発光素子４３ａを代替する。
【００３１】
本実施形態のマトリクスＬＥＤは、プロセスの都合上、４つの発光素子４４ａに相当する幅ごと（すなわち１つの発光素子４０ａに相当する幅ごと）、または両サイドにおいては５つの発光素子４４ａに相当する幅ごと（すなわち１つの発光素子４０ｂに相当する幅ごと）に分割線４５が設けられている。２つの分割線４５に挟まれた範囲内には、それぞれ４つまたは５つの発光素子４４ａが配置され、そのうち３つまたは４つの発光素子４４ａに対しては各々に１つずつ発光素子４３ａが対応づけられ、残り１つの発光素子４４ａに対しては１つの発光素子４３ｃが対応付けられる。同様に、２つの分割線４５に挟まれた範囲内には、それぞれ４つまたは５つの発光素子４２ａが配置され、そのうち３つまたは４つの発光素子４２ａに対しては各々に１つずつ発光素子４３ａが対応づけられ、残り１つの発光素子４２ａに対しては１つの発光素子４３ｂが対応付けられる。なお、マトリクスＬＥＤの両サイドにおいては、５つの発光素子４４ａのうち４つの発光素子４４ａに対しては各々に１つずつ発光素子４３ａが対応づけられ、残り１つの発光素子４４ａに対しては１つの発光素子４３ｃが対応付けられるとともに、５つの発光素子４２ａのうち４つの発光素子４２ａに対しては各々に１つずつ発光素子４３ａが対応づけられ、残り１つの発光素子４２ａに対しては１つの発光素子４３ｂが対応付けられる。
【００３２】
このマトリクスＬＥＤを用いて車両用前照灯を構成することにより、ＡＦＳ機能、ＡＤＢ機能のそれぞれを実現することができる。具体的には、マトリクスＬＥＤの各発光素子を選択的に点灯させ、その出射光をレンズによって自車両の前方空間へ投影することにより、後述する図５、図６、図７に例示するような照射光を形成することができる。具体的には、発光素子列４０、４１、４２は、車両の前方空間において相対的に上方を照らすハイビームおよびＡＤＢ制御によるビームを形成するために用いることができる。具体的には、各発光素子列に含まれる各発光素子４０ａ、４０ｂ、４１ａ、４２ａを前方車両の存在する位置に応じて選択的に点灯／消灯させることによりＡＤＢ機能が実現される。
【００３３】
また、隣接する３つの発光素子列４０、４１、４２において、それぞれに含まれる発光素子の面積や幅を異なるように設定している。これらから出射する光がレンズによって投影されることで、発光素子列４０からの光が自車両の前方空間において相対的に上方へ照射され、その下段に発光素子列４１からの光が照射され、さらに下段に発光素子列４２からの光が照射される（後述する図５、図６、図７参照）。それにより、ＡＤＢ機能を実現するにあたって、高い分解能での光照射制御が望まれる領域については各発光素子の発光部の面積が小さい発光素子列４２により選択的な光照射を実現し、かつ高い分解能が必ずしも必要ではない領域については、各発光素子の発光部の面積がより大きい発光素子列４０、４１によって選択的な光照射を実現することができる。このため、光照射制御に必要な分解能は維持しつつ発光素子の数を低減することが可能となるので、このマトリクスＬＥＤを駆動する装置の構成を簡素化することができる。
【００３４】
また、発光素子列４３、４４は、車両の前方空間において相対的に下方を照らすロービームの一部を形成するために用いることができる。具体的には、他のランプ等から照射される光の上方に各発光素子列４３、４４から照射される光を合成することにより、ロービームが形成される。このとき、発光素子列４３に含まれる各発光素子４３ａ、４３ｂ、４３ｃを自車両の進行方向に応じて選択的に点灯／消灯させることにより、いわゆるカットオフラインの段差部の位置を左右方向において可変させることができる。これにより、機械的な可動部を用いることなくＡＦＳ機能が実現される。なお、ここではＡＤＢ機能とＡＦＳ機能を両立する光源装置を説明したが、少なくとも発光素子列４３のみを備え、より好ましくはさらに発光素子列４４を組み合わせて光源装置を構成することにより、ＡＤＢ機能とは別個独立してＡＦＳ機能に特化させてもよい。
【００３５】
図２は、マトリクスＬＥＤに含まれる発光素子の構成例を示す模式的な断面図である。図中には、支持基板５０の一面側に形成された４つの発光素子が示されている。支持基板５０は、例えばＳｉ、Ｇｅ、ＡｌＮ、ＳｉＣ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｗ等からなる基板である。各発光素子は、ＳｉＯ２やＳｉＮ等からなる絶縁層５１上に設けられたｎ型電極５２、ｐ型電極５３と、ｐ型電極５３上に積層されたクラッド層としてのｐ型ＧａＮ系半導体層５４と、このｐ型ＧａＮ系半導体層５４上に積層された活性層としてのＩｎＧａＮ系半導体発光層５５と、このＩｎＧａＮ系半導体発光層５５上に積層されたクラッド層としてのｎ型ＧａＮ系半導体層５６を含んで構成されている。ｎ型電極５２とｐ型電極５３とは絶縁層５１を挟んで電気的絶縁がとられている。また、ｎ型電極５２は、ｐ型ＧａＮ系半導体層５４およびＩｎＧａＮ系半導体発光層５５を貫通してｎ型ＧａＮ系半導体層５６と接している。ｐ型ＧａＮ系半導体層５４およびＩｎＧａＮ系半導体発光層５５とｎ型電極５２との間には絶縁層５１が介在しており、両者間の電気的絶縁がとられている。各発光素子の相互間には、各々を分離するためのトレンチ（溝）５７が設けられている。このような構成例の発光素子によれば、上記した図１に示したような種々の形状、大きさの発光部を有するマトリクスＬＥＤを実現可能である。
【００３６】
図３（Ａ）は、ランプユニットの構成例を示す模式図である。また、図３（Ｂ）は、このランプユニットの光学的な構成を示す模式図である。図３（Ａ）に示すランプユニット２０Ｒ（または２０Ｌ）は、ランプユニット２０Ｒ等が搭載される車両の前方空間の相対的に上側に光を照射するためのハイビーム部２４と、車両の前方空間の相対的に下側に光を照射するためのロービーム部２５を備える。図３（Ｂ）に示すように、ハイビーム部２４は、上記したマトリクスＬＥＤ２２とその前面に配置されたレンズ２３を備えており、マトリクスＬＥＤ２２から出射する光がレンズ２３によって前方へ投影されることでハイビームが形成される。なお、ロービーム部２５については詳細な構成の説明を省略するが、ＬＥＤとレンズ等を組み合わせて構成されたものや放電バルブとシェード等を組み合わせて構成されたものなど種々の構成を採用し得る。
【００３７】
図４は、一実施形態の車両用前照灯システムの構成を示すブロック図である。図４に示す車両用前照灯システムは、自車両の前方の空間（対象空間）を撮像して得られる画像に基づいて配光パターンを設定して光照射を行うものであり、カメラ１０、車両／歩行者検出部１１、制御部１２、一対のランプユニット２０Ｒ、２０Ｌを含んで構成されている。なお、車両検出部１１および制御部１２が点灯制御装置に相当し、各ランプユニット２０Ｒ、２０Ｌが車両用前照灯に相当する。
【００３８】
カメラ１０は、自車両の所定位置（例えば室内バックミラー付近）に設置されており、自車両の前方の空間を撮影し、その画像（画像データ）を出力する。
【００３９】
車両検出部１１は、カメラ１０から出力される画像データを用いて所定の画像処理を行うことにより、前方車両の位置を検出してその位置情報を制御部１２へ出力する。ここでいう「前方車両」とは、先行車両または対向車両である。この車両検出部１１は、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を有するコンピュータシステムにおいて所定の動作プログラムを実行させることにより実現される。この車両検出部１１は、例えばカメラ１０と一体に構成されている。なお、車両検出部１１の機能は制御部１２において実現されてもよい。
【００４０】
制御部１２は、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を有するコンピュータシステムにおいて所定の動作プログラムを実行させることにより実現されるものであり、機能ブロックとしてのＡＦＳ設定部１３、光照射範囲設定部１４および配光制御部１５を備える。
【００４１】
ＡＦＳ設定部（点灯対象設定部）１３は、自車両から得られる車速信号（車速情報）およびハンドルの操舵角信号（操舵角情報）に基づいて、ロービーム照射範囲の上端付近に形成されるカットオフラインの段差部の位置を自車両の旋回方向に応じて左右方向に可変に設定する。具体的にはＡＦＳ設定部１３は、発光素子列４３に含まれる各発光素子のうちで点灯対象となる発光素子を設定する。
【００４２】
光照射範囲設定部１４は、車両検出部１１によって検出される前方車両の位置に応じた光照射範囲を設定する。また、光照射範囲設定部１４は、ＡＦＳ設定部１３によって設定されるカットオフライン位置に応じた光照射範囲を設定する。具体的には、光照射範囲設定部１４は、前方車両の存在する領域を光の非照射範囲としてそれ以外を光の照射範囲として設定する。また、光照射範囲設定部１４は、ＡＦＳ設定部１３によって設定されるカットオフライン位置に対応し、このカットオフラインよりも左側の領域を光の照射範囲とし、右側の領域を光の非照射範囲として設定する。
【００４３】
配光制御部１５は、光照射範囲設定部１４によって設定される光の照射範囲／非照射範囲に基づいてその配光パターンに応じた配光制御信号を生成し、各ランプユニット２０Ｒ、２０Ｌへ出力する。
【００４４】
ランプユニット２０Ｒは、自車両の前方右側に設置され、自車両の前方を照らす光を照射するために用いられるものであり、ＬＥＤ点灯回路２１およびマトリクスＬＥＤ２２を有する。同様に、ランプユニット２０Ｌは、自車両の前方左側に設置され、自車両の前方を照らす光を照射するために用いられるものであり、ＬＥＤ点灯回路２１およびマトリクスＬＥＤ２２を有する。
【００４５】
ＬＥＤ点灯回路２１は、配光制御部１５から出力される制御信号に基づいて、マトリクスＬＥＤ２２に含まれる複数のＬＥＤ（発光ダイオード）に対して駆動信号を供給することにより、各ＬＥＤを選択的に点灯させる。
【００４６】
マトリクスＬＥＤ２２は、上記した図１に示したようにマトリクス状に配列された複数のＬＥＤを備えており、ＬＥＤ点灯回路２１から供給される駆動信号に基づいて複数のＬＥＤが選択的に点灯する。このマトリクスＬＥＤ２２は、複数のＬＥＤをそれぞれ独立に点灯させ、かつその光強度（明るさ）を制御することが可能である。
【００４７】
図５（Ａ）および図５（Ｂ）は、上記の車両用前照灯システムによって形成される配光パターンの一例を説明するための図である。図５（Ａ）および図５（Ｂ）では、自車両が片側２車線の道路を走行中であり、反対車線に前方車両２００（本例では対向車両）が存在する場合における自車両前方の様子が模式的に示されている（後述の図６、図７も同様）。図５（Ａ）に示す配光パターンは、ランプユニット２０Ｒ、２０Ｌの各ロービーム部２５によって形成されるロービーム領域（第１照射光）１００と、ランプユニット２０Ｒ、２０Ｌの各ハイビーム部２４によって形成されるカットオフ領域（第２照射光）１０１を含んでいる。
【００４８】
図示のようにカットオフ領域１０１は、ロービーム領域１００の上方において、ロービーム領域１００との間に隙間ができないようにして形成されている。具体的には、例えばカットオフ領域１０１は、ロービーム領域１００の上側の端部付近に対して一部重ねて形成されている。カットオフ領域１０１の上側には、段差部１１０を挟んで左側が相対的に高く右側が低いカットオフラインが形成されている。このカットオフラインは、概ね、前方車両２００の上側（概ねフロントガラスの位置）よりも低い位置となるようにその高さが設定される。なお、ここでは説明の便宜上、ハイビーム領域については図示を省略する。
【００４９】
図５（Ａ）に示すように、カットオフラインの段差部１１０は、直進時においては自車両前方のほぼ中央に設けられている。これに対して、図５（Ｂ）に示すように、自車両が右方向へ曲がるカーブを走行中である場合には、そのときのハンドルの操舵角に応じて、カットオフラインの段差部１１０がより右側へ移動した位置に設定される。なお、図示を省略するが、自車両が左方向へ曲がるカーブを走行中である場合には、その操舵角に応じて段差部１１０がより左側へ移動した位置に設定される。
【００５０】
このようなハンドルの操舵角に応じてカットオフラインの段差部１１０が可変に設定されることにより、自車両の進行方向に対して光照射が行われる状態が実現される。特に、マトリクスＬＥＤ２２の複数の発光素子のうち、カットオフラインの段差部１１０の形成に寄与する各発光素子（図１参照）を一対の対頂角がそれぞれ４５°である平行四辺形、または２つの角が４５°である二等辺三角形の発光部を有するように形成しているので、光を遮るためのシェード等の部材を用いなくても、段差部１１０に対応した斜め４５°の光照射ラインを直接的に生成することが可能である。また、平行四辺形および二等辺三角形の発光部を有する発光素子列の各発光素子を選択的に発光させることによってカットオフラインの段差部１１０を可変に設定できるので、機械的な構成要素を用いることなくＡＦＳ機能が実現される。
【００５１】
図６（Ａ）および図６（Ｂ）は、上記の車両用前照灯システムによって形成される配光パターンの一例を説明するための図である。図６（Ａ）に示す配光パターンは、ランプユニット２０Ｒ、２０Ｌの各ロービーム部２５によって形成されるロービーム領域１００と、ランプユニット２０Ｒ、２０Ｌの各ハイビーム部２４によって形成されるハイビーム領域１０２と、同じく各ハイビーム部２４によって形成されるカットオフ領域１０１を含んでいる。そして、対向車両である前方車両２００の位置、詳細にはこの前方車両２００の上方の位置（概ねフロントガラスの位置）に対応して、ハイビーム領域１０２の一部が光の非照射範囲（遮光範囲）とされている。同様に、図６（Ｂ）に示す配光パターンでは、右方向へ曲がるカーブにおいて先行して走行する前方車両３００の位置、詳細にはこの前方車両３００の上方の位置（概ねリアガラスの位置）に対応して、ハイビーム領域１０２の一部が光の非照射範囲（遮光範囲）とされている。
【００５２】
図７（Ａ）および図７（Ｂ）は、上記の車両用前照灯システムによって形成される配光パターンの一例を説明するための図である。図７（Ａ）に示す配光パターンは、ランプユニット２０Ｒ、２０Ｌの各ロービーム部２５によって形成されるロービーム領域１００と、ランプユニット２０Ｒ、２０Ｌの各ハイビーム部２４によって形成されるカットオフ領域１０１と、同じく各ハイビーム部２４によって形成されるハイビーム領域１０２を含んでいる。そして、対向車両である３台の前方車両２００ａ、２００ｂ、２００ｃの各位置、詳細にはこの前方車両２００の上方の位置（概ねフロントガラスの位置）に対応して、ハイビーム領域１０２の一部が光の非照射範囲（遮光範囲）とされている。同様に、図７（Ｂ）に示す配光パターンでは、右方向へ曲がるカーブにおいて対向車線を走行する前方車両２００の位置、詳細にはこの前方車両２００の上方の位置（概ねリアガラスの位置）に対応して、ハイビーム領域１０２の一部が光の非照射範囲（遮光範囲）とされている。
【００５３】
なお、ハイビーム部２４とロービーム部２５を一つのランプユニットに組み込めば、二灯式前照灯にも利用可能である。ハイビーム部２４とロービーム部２５を全点灯すればハイビーム配光を作ることができる。また、ハイビーム部２４の発光素子列４３、４４でカットラインを形成しロービーム部２５を同時照射すれば、ロービーム配光を作ることができる。
【００５４】
なお、本発明は上述した各実施形態の内容に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々に変形して実施をすることが可能である。例えば、上記した実施形態においては歩行者や前方車両の位置情報が角度によって得られていたが、これらの位置情報が二次元座標によって表されていてもよい。
【符号の説明】
【００５５】
１０：カメラ
１１：車両検出部
１２：制御部
１３：ＡＦＳ設定部
１４：光照射範囲設定部
１５：配光制御部
２０Ｒ、２０Ｌ：ランプユニット
２１：ＬＥＤドライバ
２２：マトリクスＬＥＤ
２３：レンズ
２４：ハイビーム部
２５：ロービーム部
１００：ロービーム領域
１０１：カットオフ領域
１０２：ハイビーム領域
１１０：段差部
【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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