(57)【要約】【課題】配光パターンを適切に形成する。【解決手段】予め定められた配光パターンの光を照射する車両用前照灯であって、略線状の発光領域から光を発生する半導体発光素子と、半導体発光素子が発生する光を反射又は偏向して当該発光領域の形状を投影することにより、配光パターンおける明暗境界を定めるカットラインの少なくとも一部を形成する光学部品とを備える。また、カットラインの少なくとも一部に対応する方向に並べて配置された複数の半導体発光素子を備え、光学部品は、複数の半導体発光素子のそれぞれにおける発光領域の形状を、カットラインの少なくとも一部の上に並ぶそれぞれ異なる位置に投影することにより、カットラインの少なくとも一部を形成してよい。【選択図】  図２
2004311101.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め定められた配光パターンの光を照射する車両用前照灯であって、
略線状の発光領域から光を発生する半導体発光素子と、
前記半導体発光素子が発生する光を反射又は偏向して前記発光領域の形状を投影することにより、前記配光パターンにおける明暗境界を定めるカットラインの少なくとも一部を形成する光学部品と
を備えることを特徴とする車両用前照灯。
【請求項２】
前記カットラインの少なくとも一部に対応する方向に並べて配置された複数の前記半導体発光素子を備え、
前記光学部品は、前記複数の半導体発光素子のそれぞれにおける前記発光領域の形状を、前記カットラインの少なくとも一部の上に並ぶそれぞれ異なる位置に投影することにより、前記カットラインの少なくとも一部を形成することを特徴とする請求項１に記載の車両用前照灯。
【請求項３】
前記発光領域は、前記半導体発光素子の表面に略線状に延伸して形成された、開口部の少なくとも一部から光を発生する、少なくとも活性層の一部まで達する深さの溝を含むことを特徴とする請求項１に記載の車両用前照灯。
【請求項４】
予め定められた配光パターンの光を照射する車両用前照灯に用いられる半導体発光素子であって、
配光パターンおける明暗境界を定めるカットラインの少なくとも一部に対応する方向に延伸して表面に形成された、開口部の少なくとも一部から光を発生する、少なくとも活性層の一部まで達する深さの溝を備えることを特徴とする半導体発光素子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用前照灯及び半導体発光素子に関する。特に本発明は、予め定められた配光パターンの光を照射する車両用前照灯に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両用前照灯においては、安全上の観点から、高い精度で配光パターンを形成することが必要である。この配光パターンは、例えば反射鏡又はレンズ等を用いた光学系により形成される（例えば、特許文献１参照。）。また、近年、車両用前照灯に半導体発光素子を利用することが検討されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平６―８９６０１号公報（第３−７頁、第１−１４図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
半導体発光素子は、例えば表面や端面等の、所定の広がりを有する発光領域から光を発生する。この場合、光学系設計の複雑化により、適切な配光パターンを形成するのが困難な場合があった。
【０００５】
そこで本発明は、上記の課題を解決することのできる車両用前照灯及び半導体発光素子を提供することを目的とする。この目的は特許請求の範囲における独立項に記載の特徴の組み合わせにより達成される。また従属項は本発明の更なる有利な具体例を規定する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明の第１の形態によると、予め定められた配光パターンの光を照射する車両用前照灯であって、略線状の発光領域から光を発生する半導体発光素子と、半導体発光素子が発生する光を反射又は偏向して当該発光領域の形状を投影することにより、配光パターンにおける明暗境界を定めるカットラインの少なくとも一部を形成する光学部品とを備える。
【０００７】
また、カットラインの少なくとも一部に対応する方向に並べて配置された複数の半導体発光素子を備え、光学部品は、複数の半導体発光素子のそれぞれにおける発光領域の形状を、カットラインの少なくとも一部の上に並ぶそれぞれ異なる位置に投影することにより、カットラインの少なくとも一部を形成してよい。
【０００８】
また、発光領域は、半導体発光素子の表面に略線状に延伸して形成された、開口部の少なくとも一部から光を発生する、少なくとも活性層の一部まで達する深さの溝を含んでよい。
【０００９】
本発明の第２の形態によると、予め定められた配光パターンの光を照射する車両用前照灯に用いられる半導体発光素子であって、配光パターンおける明暗境界を定めるカットラインの少なくとも一部に対応する方向に延伸して表面に形成された、開口部の少なくとも一部から光を発生する、少なくとも活性層の一部まで達する深さの溝を備える。
【００１０】
なお上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションも又発明となりうる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではなく、又実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【００１２】
図１は、本発明の一実施形態に係る車両用灯具４００の構成の一例を示す。車両用灯具４００は、例えば、車両の前方の予め定められた照射方向に光を照射するロービーム照射用の車両用前照灯（ヘッドランプ）である。本例の車両用灯具４００は、車両用前照灯の配光パターンを適切に形成することを目的とする。車両用灯具４００は、素通し状の透明カバー４０２とランプボディー４０４とで形成される灯室内に、複数の光源ユニット１００を略横一列に収容する。
【００１３】
これらの光源ユニット１００は、同一又は同様の構成を有し、光軸を、車両前後方向に対して、車両用灯具４００を車体に取り付けた場合に０．３〜０．６°程度下向きとなるように、灯室内に収容されている。車両用灯具４００は、これらの光源ユニット１００が照射する光に基づき、車両の前方に光を照射して、所定の配光パターンを形成する。車両用灯具４００は、それぞれ異なる配光特性を有する複数の光源ユニット１００を備えてよい。本例において、車両用灯具４００は、それぞれ異なる配光特性を有する複数の光源ユニット１００ａ〜ｄを備える。
【００１４】
図２は、光源ユニット１００ａの構成の一例を示す。光源ユニット１００ａは、光源１２０が発生する光を、レンズ１０４により前方に照射する直射型の光源ユニットであり、支持部材１１０、光源１２０、及びレンズ１０４を有する。支持部材１１０は、車両の前方を向く表面上に光源１２０の底面を支持して固定する板状体であり、これにより、光源１２０を車両の前方に向けて発光させる。また、支持部材１１０は、金属等の空気よりも熱伝導率の高い素材で、表面を光源１２０の底面と接して形成されることにより、光源１２０が発生する熱を放熱する放熱板の機能を有する。これにより、光源１２０の光度が熱により低下するのを防ぐことができる。
【００１５】
光源１２０は、発光ダイオードモジュールであり、基板１０６、複数の半導体発光素子１０２ａ〜ｅ、及び封止部材１０８を含む。基板１０６は、支持部材１１０の表面に固定された円盤状体であり、複数の半導体発光素子１０２ａ〜ｅをレンズ１０４に対向させて保持する。また、基板１０６の少なくとも一部は、金属等の空気よりも熱伝導率の高い素材で形成され、半導体発光素子１０２ａ〜ｅが発生する熱を、支持部材１１０に伝達する。
【００１６】
複数の半導体発光素子１０２ａ〜ｅは、略線状の発光領域１１４ａ〜ｅからそれぞれ光を発生する発光ダイオード素子であり、基板１０６を挟んで支持部材１１０と対向して、車両の略左右方向に略一列に並べて、略等間隔に配置される。本例において、複数の半導体発光素子１０２ａ〜ｅは、それぞれの発光領域１１４ａ〜ｅを略一直線上に揃えるように配置される。この場合、光源１２０は、発光領域１１４ａ〜ｅを連結した略一直線状の領域から光を発生する。
【００１７】
ここで、半導体発光素子１０２の表面は、例えば、１ｍｍ角程度の略正方形である。発光領域１１４は、短手方向の幅が０．１〜０．２ｍｍであり、長手方向の長さが０．７〜０．８ｍｍ程度である。発光領域１１４の幅は、１〜１０μｍ程度であってもよい。発光領域１１４の長さは、発光領域１１４の長手方向における半導体発光素子１０２の幅と略同じであってよい。発光領域１１４の幅は、半導体発光素子１０２の幅よりも小さくてよい。発光領域１１４の幅は、例えば、長さの１／１００〜１／１０００程度であってよい。発光領域１１４の幅は、例えば数１０μｍ程度の、０．１ｍｍ以下であってもよい。
【００１８】
また、複数の半導体発光素子１０２ａ〜ｅは、例えば隣接する半導体発光素子１０２と略接する程度の、狭い間隔で配列されるのが好ましい。この場合、光源１２０の発生する光に基づき、切れ目のない直線状の像を形成することができる。
【００１９】
尚、本例において、半導体発光素子１０２ａ〜ｅのそれぞれは、例えば表面上にそれぞれ設けられた蛍光体に対して青色光を照射することにより、蛍光体に、青色光の補色である黄色光を発生させる。これにより、光源１２０は、半導体発光素子１０２ａ〜ｅ及び蛍光体がそれぞれ発生する青色光及び黄色光に基づき、白色光を発生する。他の例において、半導体発光素子１０２ａ〜ｅは、蛍光体に対して紫外光を照射することにより、蛍光体に白色光を発生させてもよい。
【００２０】
封止部材１０８は、複数の半導体発光素子１０２ａ〜ｅを挟んで基板１０６と対向して、例えば透明樹脂等により形成されたモールドであり、複数の半導体発光素子１０２ａ〜ｅを封止する。本例において、封止部材１０８は、発光領域１１４ｃの中央近傍に中心を有する略半球状体である。この場合、封止部材１０８の表面における反射を低減する。そのため、光源１２０は、半導体発光素子１０２ａ〜ｅが発生する光を、効率よく外部に照射することができる。
【００２１】
レンズ１０４は、複数の半導体発光素子１０２ａ〜ｅが発生する光を偏向する光学部品の一例であり、半導体発光素子１０２ａ〜ｅに対して車両の前方側に設けられ、これらが発生する光を透過することにより、当該光を、車両前方の照射方向に照射する。レンズ１０４は、発光領域１１４ａ〜ｅの形状を、車両の前方に投影することにより、配光パターンおける明暗境界を定めるカットラインの少なくとも一部を形成する。レンズ１０４は、発光領域１１４ａ〜ｅの像を投影することにより、当該像の明暗境界に基づき、カットラインの少なくとも一部を形成してよい。
【００２２】
ここで、本例において、レンズ１０４は、発光領域１１４ｃ上に、例えば焦点又は光学設計上の基準点等である光学的中心Ｆを有する。この場合、例えば焦点面内にある発光領域１１４ａ〜ｅの形状を、高い精度で投影することができる。本例によれば、明確かつ適切なカットラインを形成することができる。また、本例によれば、光源として半導体発光素子１０２を用いることにより、光源ユニット１００のサイズを低減することができる。
【００２３】
尚、カットラインの形成に必要な精度に応じて、レンズ１０４は、光学的中心Ｆを、発光領域１１４ｃ上における、当該精度に対応する所定の範囲の中に有してよい。また、レンズ１０４は、複数の発光領域１１４ａ〜ｂ、ｄ〜ｅのいずれかの略上に光学的中心Ｆを有してもよい。
【００２４】
また、他の例において、光源ユニット１００ａは、１個の半導体発光素子１０２を有してもよい。この場合、レンズ１０４は、例えば、この半導体発光素子１０２における発光領域１１４の上に光学的中心Ｆを有し、この発光領域１１４の像を投影することにより、カットラインの少なくとも一部を形成する。レンズ１０４は、例えば、当該像における明暗境界に基づき、カットラインを形成する。この場合も、略線状の発光領域１１４の形状に基づき、カットラインを適切に形成することができる。
【００２５】
また、この場合、光源ユニット１００ａは、１個の半導体発光素子１０２における発光領域１１４の像を投影するため、発光領域１１４の形状に基づき、例えば切れ目のない直線状の像を、適切に形成することができる。更には、この場合、１個の半導体発光素子１０２に対応して１個のレンズ１０４が設けられていることにより、発光領域１１４の像を、明確に投影することができる。また、これにより、カットラインを明確に形成することができる。
【００２６】
更なる他の例において、光源ユニット１００ａは、光源１２０が発生する光の一部遮光する遮光部材（シェード）を更に有してもよい。遮光部材は、例えば、投影レンズ１０４と光源１２０との間に設けられてよい。投影レンズ１０４は、例えば、遮光部材の縁部近傍に形成される明暗境界に基づき、カットラインの一部を形成してよい。
【００２７】
図３は、光源ユニット１００ｂの構成の一例を示す。光源ユニット１００ｂは、支持部材１１０、光源１２０、及びレンズ１０４を有する。光源１２０は、基板１０６、複数の半導体発光素子１０２ｆ〜ｉ、及び封止部材１０８を含む。
【００２８】
光源１２０は、複数の半導体発光素子１０２ａ〜ｅ（図２参照）に代えて、複数の半導体発光素子１０２ｆ〜ｉを含む他は、光源ユニット１００ａにおける光源１２０と同一又は同様の構成及び機能を有する。
【００２９】
複数の半導体発光素子１０２ｆ〜ｉは、半導体発光素子１０２ａ〜ｅの間隔と略等しい間隔で、それぞれの発光領域１１４ｆ〜ｉを略一直線上に揃えるように配置される。また、複数の半導体発光素子１０２ｆ〜ｉのそれぞれは、光源ユニット１００ａに設けられた隣接する２個の半導体発光素子１０２の隙間に対応する位置に、それぞれの中心を合わせて配置される。例えば、半導体発光素子１０２ｆは、半導体発光素子１０２ａ（図２参照）と半導体発光素子１０２ｂ（図２参照）との隙間に対応する位置に中心を合わせて配置される。これにより、半導体発光素子１０２ｆ〜ｉは、半導体発光素子１０２ａ〜ｅが発生する光の隙間を相補的に照射する光を発生する。半導体発光素子１０２ｆ〜ｉは、光源ユニット１００ａにおける半導体発光素子１０２ａ〜ｄに対して、半導体発光素子１０２の幅の半分程度横にずれた位置に設けられてよい。
【００３０】
この場合、光源ユニット１００ａ、ｂは、発光領域１１４ａ〜ｅの像と、発光領域１１４ｆ〜ｉの像とを、相補的に投影する。車両用灯具４００は、これらの像の明暗境界に基づき、カットラインの少なくとも一部を形成する。本例によれば、適切にカットラインを形成することができる。尚、上記以外の点において、図３において、図２と同じ符号を付した構成は、図２における構成と同一又は同様の機能を有するため、説明を省略する。
【００３１】
図４は、車両用灯具４００により形成される配光パターン３００の一例を示す概念図である。配光パターン３００は、光源ユニット１００の前方２５ｍ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ロービーム配光パターンである。本例において、車両用灯具４００は、略水平方向の明暗境界を定める水平カットライン３０４、及び水平方向に対して１５°程度の角度をなす所定の斜め方向の明暗境界を定める斜めカットライン３０２を有する配光パターン３００を形成する。
【００３２】
本例において、車両用灯具４００は、それぞれ異なる配光特性を有する複数の光源ユニット１００備え、それぞれの光源ユニット１００が発生する光に基づき、配光パターン３００を形成する。この場合、それぞれの光源ユニット１００は、配光パターン３００における一部の領域を形成する。例えば、光源ユニット１００ａは、配光パターン３００の一部の領域３０６ａ〜ｅを形成する。光源ユニット１００ｂは、領域３０６ｆ〜ｉを形成する。
【００３３】
以下、光源ユニット１００ａ、ｂの配光特性について更に詳しく説明する。光源ユニット１００ａにおいて、複数の半導体発光素子１０２ａ〜ｅは、水平カットライン３０４に対応して、車両の左右に向かう略水平方向に並べて配置される。また、これにより、複数の発光領域１１４ａ〜ｅは、略一直線上に配置される。
【００３４】
レンズ１０４は、複数の半導体発光素子１０２ａ〜ｅのそれぞれにおける発光領域ａ〜ｅの形状を、水平カットライン３０４を形成すべき位置に沿って並ぶ領域３０６ａ〜ｅにそれぞれ投影する。レンズ１０４は、発光領域ａ〜ｅの形状を、それぞれ異なる位置に投影してよい。
【００３５】
ここで、レンズ１０４は、光学的中心Ｆを、発光領域１１４ｃ上に有する。また、複数の発光領域１１４ａ〜ｅは、光源ユニット１００ａの光軸と垂直な、光学的中心Ｆを含む面内に設けられている。そのため、レンズ１０４は、仮想鉛直スクリーン上の領域３０６ａ〜ｅに、発光領域ａ〜ｅの形状を明確に投影する。レンズ１０４は、例えば所定のレンズステップ等により、照射する光を、車両左右方向において配光パターン３００の中心から離れる方向に偏向してよい。この場合、水平カットライン３０４を形成すべき位置に沿って、領域３０６ａ〜ｅに、光を適切に照射することができる。
【００３６】
また、光源ユニット１００ｂにおいて、複数の半導体発光素子１０２ｆ〜ｉは、複数の半導体発光素子１０２ａ〜ｅと同じ方向に並べて配置される。そして、レンズ１０４は、複数の半導体発光素子１０２ｆ〜ｉのそれぞれにおける発光領域ｆ〜ｉの形状を、水平カットライン３０４を形成すべき位置に沿って並ぶ領域３０６ｆ〜ｉにそれぞれ投影する。この場合、レンズ１０４は、領域３０６ｆ〜ｉのそれぞれの中心を、光源ユニット１００ａにより形成される領域３０６ａ〜ｅのそれぞれの間における境界又は隙間に合わせるように、発光領域ｆ〜ｉの形状を投影する。
【００３７】
これにより、光源ユニット１００ａ、ｂは、複数の領域３０６ａ〜ｉを、隙間無く並べて形成する。また、これにより、光源ユニット１００ａ、ｂは、適切な水平カットライン３０４を形成する。尚、車両用灯具４００における、光源ユニット１００ａ、ｂ以外の光源ユニット１００は、例えば、配光パターン３００における領域３０６ａ〜ｉ以外の領域に、光を照射する。
【００３８】
ここで、複数の半導体発光素子１０２ａ〜ｅのそれぞれの間における隙間が大きい場合、光源ユニット１００ａの発生する光のみを前方に照射するとすれば、車両用灯具４００は、この隙間に対応する暗部を有する配光パターンを形成することとなる場合がある。しかし、本例によれば、光源ユニット１００ａが暗部を有する配光パターンを形成したとしても、当該暗部を、光源ユニット１００ｂが発生する光で補うことにより、適切な配光パターンを形成することができる。本例によれば、配光パターン３００のカットラインを明確かつ適切に形成することができる。また、これにより、配光パターンを適切に形成することができる。
【００３９】
図５は、光源ユニット１００ｃの構成の一例を示す。光源ユニット１００ｃは、支持部材１１０、光源１２０、及びレンズ１０４を有する。光源１２０は、基板１０６、複数の半導体発光素子１０２ａ〜ｄ、及び封止部材１０８を含む。
【００４０】
光源ユニット１００ｃにおいて、複数の半導体発光素子１０２ａ〜ｄは、斜めカットライン３０２（図４参照）に対応して、水平方向に対して１５°程度の角度をなす所定の斜め方向に並べて配置される。複数の半導体発光素子１０２ａ〜ｄは、発光領域１１４ａ〜ｅを、当該斜め方向の略一直線上に揃えるように配置される。
【００４１】
レンズ１０４は、発光領域１１４ａ〜ｅの像を投影することにより、当該像の明暗境界に基づき、斜めカットライン３０２の少なくとも一部を形成する。本例によれば、斜めカットライン３０２を適切に形成することができる。尚、上記以外の点において、図５において、図２と同じ符号を付した構成は、図２における構成と同一又は同様の機能を有するため、説明を省略する。
【００４２】
図６は、光源ユニット１００ｄの構成の一例を示す。光源ユニット１００ｄは、支持部材１１０、光源１２０、及びレンズ１０４を有する。光源１２０は、基板１０６、複数の半導体発光素子１０２ａ〜ｄ、及び封止部材１０８を含む。
【００４３】
光源ユニット１００ｄにおいて、半導体発光素子１０２ａ〜ｄは、光源ユニット１００ａ（図２参照）における発光領域１１４ａ〜ｄよりも幅の大きな、発光領域１１４ａ〜ｄを有する。半導体発光素子１０２ａ〜ｄは、例えば０．３〜０．４ｍｍ程度の幅の発光領域１１４ａ〜ｄを有してよい。
【００４４】
この場合、レンズ１０４は、光源ユニット１００ａが形成する発光領域１１４ａ〜ｅの像よりも幅の大きな、発光領域１１４ａ〜ｅの像を投影する。レンズ１０４は、例えば、この像を、配光パターン３００（図４参照）における、カットライン以外の部分に投影する。レンズ１０４は、半導体発光素子１０２ａ〜ｄが発生する光を、カットライン以外の部分に向けた拡散光として照射してよい。本例によれば、配光パターン３００を適切に形成することができる。尚、上記以外の点において、図６において、図２と同じ符号を付した構成は、図２における構成と同一又は同様の機能を有するため、説明を省略する。
【００４５】
図７は、複数の光源ユニット１００ａ、ｃ、ｄの配光特性の一例を説明する図である。本例において、複数の光源ユニット１００ａ、ｃ、ｄのそれぞれは、車両用灯具４００（図１参照）の配光パターン３００における一部の領域３０６、３０８、３１０をそれぞれ照射する。
【００４６】
例えば、光源ユニット１００ａは、水平方向に並べて配置された複数の半導体発光素子１０２のそれぞれにおける発光領域１１４の形状を、前方に投影することにより、水平カットライン３０４の少なくとも一部を境界に有する領域３０６を照射する。これにより、光源ユニット１００ａは、水平カットライン３０４の少なくとも一部を形成する。
【００４７】
また、光源ユニット１００ｃは、斜め方向に並べて配置された複数の半導体発光素子１０２のそれぞれにおける発光領域１１４の形状を、前方に投影することにより、斜めカットライン３０２の少なくとも一部を境界に有する領域３０８を照射する。これにより、光源ユニット１００ｃは、斜めカットライン３０２の少なくとも一部を形成する。
【００４８】
光源ユニット１００ｄは、水平方向に並べて配置された複数の半導体発光素子１０２のそれぞれにおける発光領域１１４の形状を、前方に投影することにより、水平カットライン３０４よりも下方の領域３１０を照射する。光源ユニット１００ｄは、光源ユニット１００ａにおける発光領域１１４よりも幅の広い発光領域１１４の形状を投影することより、領域３０６よりも大きな領域３１０を照射する。これにより、光源ユニット１００ｄは、配光パターン３００の少なくとも一部に、カットライン以外の部分を形成するための拡散光を照射する。
【００４９】
本例によれば、斜めカットライン３０２及び水平カットライン３０４を、適切かつ明確に形成することができる。また、これにより、適切な配光パターン３００を形成することができる。尚、光源ユニット１００ａ、ｃにおいて、レンズ１０４は、レンズステップ等により、照射する光を、配光パターン３００の中心から離れる方向に偏向してよい。この場合、光源ユニット１００ａ、ｃのそれぞれは、それぞれ略反対の方向に光を偏向してよい。また、光源ユニット１００ｄは、レンズステップによる光の偏向を行わずに、領域３１０を照射してよい。
【００５０】
また、車両用灯具４００（図１参照）は、光源ユニット１００ｃ、ｄに対する相補的な光をそれぞれ照射する複数の光源ユニット１００を更に備えてもよい。これらの光源ユニット１００は、例えば光源ユニット１００ａに対する光源ユニット１００ｂ（図３参照）と同様に、光源ユニット１００ｃ、ｄが照射する光の隙間を、それぞれ相補的に照射してよい。
【００５１】
図８は、半導体発光素子１０２の構成の一例を示す。半導体発光素子１０２は、活性層１１６及び発光領域１１４を含む。活性層１１６は、半導体発光素子１０２内に形成されたＰＮ接合を含む層であり、半導体発光素子１０２に供給される電力に応じて、例えば紫外光や青色光等の、そのＰＮ接合の特性により定められた波長の光を発生する。
【００５２】
また、本例において、発光領域１１４は、半導体発光素子１０２の表面に略直線状に延伸して形成された、Ｖ字状の溝である。この溝は、少なくとも活性層の一部まで達する深さを有する。これにより、発光領域１１４は、この溝の開口部の少なくとも一部から光を発生する。これにより、発光領域１１４は、略線状の領域から光を発生する。
【００５３】
また、発光領域１１４は、例えば水平カットライン３０４（図４参照）に対応して、車体に取り付けられた場合に車両の左右方向となる方向に延伸して形成される。この場合、レンズ１０４（図４参照）は、発光領域１１４の形状を投影することにより、水平カットライン３０４の少なくとも一部を、適切に形成することができる。
【００５４】
尚、本例において、半導体発光素子１０２は、表面と垂直な方向に光を発生する端面発光型の発光ダイオードである。この場合、活性層１１６は、溝状の発光領域１１４における活性層１１６に達している部分に向かって、半導体発光素子１０２の表面と垂直な方向に光を発生する。発光領域１１４は、この光を、溝の壁面で反射することにより、半導体発光素子１０２の表面に垂直な方向に向かって照射する。この場合、半導体発光素子１０２は、溝状の発光領域１１４から集中的に光を発生することにより、高い輝度の光を発生する。本例によれば、細い線状の領域から高い輝度の光を発生する光源を提供することができる。
【００５５】
また、半導体発光素子１０２は、例えば、この溝の開口部の少なくとも一部を覆う蛍光体を有してよい。この蛍光体は、発光領域１１４から照射される光に応じて、白色光や黄色光等を発生してよい。本例によれば、略線状の発光領域を有する半導体発光素子を、適切に形成することができる。
【００５６】
他の例において、半導体発光素子１０２は、表面と垂直な方向に光を発生する面発光型の発光ダイオードであってもよい。この場合、発光領域１１４は、例えば、半導体発光素子１０２の表面に光を取り出すために形成された、活性層１１６に達しない深さを有する溝であってよい。また、この場合、発光領域１１４は、半導体発光素子１０２の表面における発光領域１１４以外の部分を、遮光性の部材で覆うことにより形成されてもよい。
【００５７】
図９は、光源１２０の構成の他の例を示す。本例において、光源１２０は、複数の半導体発光素子１０２ａ〜ｆを有する。複数の半導体発光素子１０２ａ〜ｃは、水平カットライン３０４（図４参照）に対応して、車両の略左右方向に配列して並べられる。また、半導体発光素子１０２ｄ〜ｆは、斜めカットライン３０２（図４参照）に対応して、車両の略左右方向に対して斜め下方に配列して並べられる。また、これにより、複数の半導体発光素子１０２ａ〜ｆは、略への字状に並べて配置される。
【００５８】
この場合、レンズ１０４（図２参照）は、例えば、半導体発光素子１０２ａ〜ｃが発光領域１１４ａ〜ｃから発生する光に基づき、水平カットライン３０４を形成し、半導体発光素子１０２ｄ〜ｆが発光領域１１４ｄ〜ｆから発生する光に基づき、斜めカットライン３０２を形成する。この場合も、カットラインを明確かつ適切に形成することができる。また、これにより、配光パターンを適切に形成することができる。尚、図９において、図２と同じ符号を付した構成は、図２における構成と同一又は同様の機能を有するため説明を省略する。
【００５９】
図１０は、光源１２０の構成の更なる他の例を示す。本例において、複数の半導体発光素子１０２ａ〜ｅは、略一列に並べて配置される。また、封止部材１０８は、中心軸を含む面で略円柱を２分割した形状の略半円柱状体である。封止部材１０８は、シリンドリカルレンズの機能を有してよい。
【００６０】
封止部材１０８は、中心軸を発光領域１１４ａ〜ｅの略上に置き、長手方向を半導体発光素子１０２ａ〜ｅが配列される方向と合わせて形成される。この場合、光源１２０は、略一直線状の領域から発生する光を、対称性よく外部に照射する。また、この場合、光源１２０の大きさを低減することができる。尚、図１０において、図２と同じ符号を付した構成は、図２における構成と同一又は同様の機能を有するため説明を省略する。
【００６１】
図１１及び図１２は、光源ユニット１００の構成の他の例を示す。図１１は、光源ユニット１００のＢＢ垂直断面図を示す。図１２は、光源ユニット１００のＡＡ水平断面図を示す。本例において、光源ユニット１００は、支持部材２０４、光源１２０、及びリフレクタ２０２を有する。支持部材２０４は、略水平な下面において光源１２０を保持する板状体である。支持部材２０４は、光源１２０を放熱する放熱板の機能を有してよい。光源１２０は、基板１０６、封止部材１０８、及び半導体発光素子１０２を有し、支持部材２０４の下面に下向きに取り付けられる。
【００６２】
半導体発光素子１０２は、図８を用いて説明した半導体発光素子１０２と同一又は同様の機能を有し、発光領域１１４の長手方向を車両の前後方向と略平行にして固定される。基板１０６及び封止部材１０８は、図２を用いて説明した基板１０６及び封止部材１０８と同一又は同様の機能を有してよい。
【００６３】
リフレクタ２０２は、半導体発光素子１０２が発生する光を反射する光学部品の一例であり、光源１２０の後方から下部前方に延伸して、光源１２０を覆うように、光源１２０を挟んで支持部材２０４と対向して形成される。本例において、リフレクタ２０２は、回転放物面反射鏡であり、発光領域１１４の車両前方側端部の近傍に、光学的中心Ｆを有する。
【００６４】
リフレクタ２０２は、図９及び図１０に示すように、例えば点５０２ａ〜ｃ等の、リフレクタ２０２上のそれぞれの点において、半導体発光素子１０２が発光領域１１４から発生する光を前方に反射する。そして、リフレクタ２０２は、例えば、それぞれの点５０２ａ〜ｃに対応する発光領域１１４の像５０４ａ〜ｃを、車両の前方に形成する。光源ユニット１００は、像５０４ａ〜ｃを前方に投影することにより、車両用灯具４００（図１参照）の配光パターンの一部を形成する。本例によっても、配光パターンを適切に形成することができる。
【００６５】
図１３は、図１１及び図１２を用いて説明した光源ユニット１００により形成される配光パターン３００の一例を示す概念図である。本例において、半導体発光素子１０２（図１１参照）の発光領域１１４は、光学的中心Ｆよりも車両の後方に設けられる。この場合、リフレクタ２０２は、光軸に対して反射光を交差させずに、発光領域１１４の像５０４を形成する。
【００６６】
そのため、リフレクタ２０２は、発光領域１１４における、光学的中心Ｆに近い端部の像を、配光パターン３００の中心付近に投影し、光学的中心Ｆから遠い端部の像を、配光パターン３００における、中心から遠い縁部付近に投影する。これにより、光源ユニット１００は、リフレクタ２０２上のそれぞれの点に対応して、配光パターン３００の中心から縁部に渡る、像５０４を形成する。例えば、光源ユニット１００は、点５０２ａ〜ｃ（図１１、１２参照）に対応して、像５０４ａ〜ｃを形成する。
【００６７】
光源ユニット１００は、リフレクタ２０２上の複数の点に対応して、複数の像５０４を形成することにより、配光パターン３００の少なくとも一部を形成する。本例によれば、配光パターン３００を適切に形成することができる。
【００６８】
図１４は、半導体発光素子１０２の構成の他の例を示す。本例において、半導体発光素子１０２は、略円柱状の形状を有し、サファイア部６０２、Ｎ型半導体層６０４、及びＰ型半導体層６０６を有する。サファイア部６０２は、サファイアのより形成された棒状体であり、側面上にＧａＮの結晶を成長させるために用いられる。
【００６９】
Ｎ型半導体層６０４は、サファイア部６０２の側面を略覆うＮ型半導体の層である。Ｎ型半導体層６０４は、例えば、サファイア部６０２の側面に、多結晶ＧａＮバッファ層、単結晶Ｎ型ＧａＮ層、及びＮ型ＡｌＧａＮ層を順次積層することにより形成される。
【００７０】
Ｐ型半導体層６０６は、Ｎ型半導体層６０４の表面を略覆うＰ型半導体の層である。Ｐ型半導体層６０６は、例えば、Ｎ型半導体層６０４におけるＮ型ＡｌＧａＮの層の上に、ＺｎをドープしたＰ型ＩｎＧａＮ活性層、Ｐ型ＡｌＧａＮ層、Ｐ型ＧａＮ層を順次積層することにより形成される。
【００７１】
これにより、半導体発光素子１０２は、Ｐ型ＩｎＧａＮ活性層より青色光を発生する。また、半導体発光素子１０２は、発生した青色光を、Ｐ型ＩｎＧａＮ活性層より上に積層されている各層を透過させて、外側に照射する。これにより、半導体発光素子１０２、直線状の発光領域から光を発生する。本例によれば、半導体発光素子１０２を適切に形成することができる。
【００７２】
尚、サファイア部６０２は、例えば、機械的な加工等により棒状に形成されてよい。また、サファイア部６０２は、略線状の板状体であってもよい。Ｎ型半導体層６０４及びＰ型半導体層６０６における各層は、例えば、ＭＯＣＶＤ（有機金属化学気層蒸着）法、ＭＢＥ（分子線エピタキシ）法、ＬＰＥ（液層エピキタシ）法により、積層されてよい。
【００７３】
また、Ｎ型半導体層６０４及びＰ型半導体層６０６のそれぞれは、それぞれ図示しない電極から電力を受け取る。Ｎ型半導体層６０４に対する電極は、例えば、Ｐ型半導体層６０６の一部をエッチング等により除去することによりＮ型半導体層６０４の一部を露出させ、その露出した部分に形成されてよい。
【００７４】
他の例においては、例えば、Ｎ型半導体層６０４又はＰ型半導体層６０６に含まれる層の一部を、例えばＣＺ法（チョコラルスキー）法やＦＺ（浮遊帯溶解）法により棒状体として形成し、その他の層をこの棒状体の上に積層して形成してもよい。この場合、サファイア部６０２を用いないことにより、半導体発光素子１０２のサイズを低減できる。尚、Ｎ型半導体層６０４及びＰ型半導体層６０６は、Ｎ型ＳｉＣ及びＰ型ＳｉＣによりそれぞれ形成されてもよい。
【００７５】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることができる。その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【００７６】
上記説明から明らかなように、本発明によれば配光パターンを適切に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る車両用灯具４００の構成の一例を示す図である。
【図２】光源ユニット１００ａの構成の一例を示す図である。
【図３】光源ユニット１００ｂの構成の一例を示す図である。
【図４】配光パターン３００の一例を示す概念図である。
【図５】光源ユニット１００ｃの構成の一例を示す図である。
【図６】光源ユニット１００ｄの構成の一例を示す図である。
【図７】複数の光源ユニット１００ａ、ｃ、ｄの配光特性の一例を説明する図である。
【図８】半導体発光素子１０２の構成の一例を示す図である。
【図９】光源１２０の構成の他の例を示す図である。
【図１０】光源１２０の構成の更なる他の例を示す図である。
【図１１】光源ユニット１００のＢＢ垂直断面図である。
【図１２】光源ユニット１００のＡＡ水平断面図である。
【図１３】配光パターン３００の一例を示す概念図である。
【図１４】半導体発光素子１０２の構成の他の例を示す図である。
【符号の説明】
１００・・・光源ユニット、１０２・・・半導体発光素子、１０４・・・レンズ、１０６・・・基板、１０８・・・透明部材、１１０・・・支持部材、１１４・・・発光領域、１１６・・・活性層、１２０・・・光源、２０２・・・リフレクタ、２０４・・・支持部材、３００・・・配光パターン、３０２・・・斜めカットライン、３０４・・・水平カットライン、３０６・・・領域、３０８・・・領域、３１０・・・領域、４００・・・車両用灯具、４０２・・・透明カバー、４０４・・・ランプボディー、５０２・・・点、５０４・・・像、６０２・・・サファイア部、６０４・・・Ｎ型半導体層、６０６・・・Ｐ型半導体層
【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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