(57)【要約】【課題】外部からの信号に応じて車両用前照灯の明るさを変化させることができる制御装置および車両用前照灯制御システムを提供する。【解決手段】制御装置３０は、外部からの信号に応じて、ヘッドランプ１の点灯状態において半導体レーザ２における励起光の出力を変化させる電流値算出部３１および電源回路制御部３２を備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
励起光を出射する励起光源と、
上記励起光源から出射される励起光を受けて発光する発光部とを備える車両用前照灯を制御する制御装置であって、
外部からの信号に応じて、上記車両用前照灯の点灯状態において上記励起光源における励起光の出力を変化させる制御手段を備えることを特徴とする制御装置。
【請求項２】
上記外部からの信号は、上記車両用前照灯が搭載される車両の速度を示すものであることを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
上記制御手段は、外部からの信号に応じて、上記出力を無段階的に変化させることを特徴とする請求項１または２に記載の制御装置。
【請求項４】
上記制御手段の異常を検出する異常検出手段をさらに備え、
上記異常検出手段は、上記制御手段の異常を検出した場合に、上記出力を所定値に維持することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の制御装置。
【請求項５】
励起光を出射する励起光源と、上記励起光源から出射される励起光を受けて発光する発光部とを備える車両用前照灯と、
搭載されている車両の速度を検出する速度検出装置と、
上記速度検出装置が検出した速度の増加に応じて、上記車両用前照灯の点灯状態において上記励起光源における励起光の出力を増加させる制御装置とを備えることを特徴とする車両用前照灯制御システム。
【請求項６】
上記励起光源は、半導体レーザまたは発光ダイオードであることを特徴とする請求項５に記載の車両用前照灯制御システム。
【請求項７】
請求項１〜４の何れか１項に記載の制御装置を動作させる制御プログラムであって、コンピュータを上記の各手段として機能させるための制御プログラム。
【請求項８】
請求項７に記載の制御プログラムを記録したことを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【請求項９】
励起光を出射する励起光源と、
上記励起光源から出射される励起光を受けて発光する発光部とを備える車両用前照灯を制御する制御方法であって、
外部からの信号に応じて、上記車両用前照灯の点灯状態において上記励起光源における励起光の出力を変化させる制御ステップを含むことを特徴とする制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は車両用前照灯の明るさを外部からの信号によって制御可能な制御装置、当該制御装置を備えた車両用前照灯制御システム、および制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車の普及が間近となった今日、自動車に搭載される電力消費パーツ（電装品）の一層の低消費電力化が望まれている。電気自動車において、限られたバッテリで走行距離を延ばすためには、電力消費パーツの消費電力をできるだけ抑えることが好ましいからである。また、部品の寿命を延ばし、出来るだけ長期間使用できるようにするということも環境（エコロジー）の観点からの課題である。
【０００３】
状況に応じて照明の状態を切り換えることができる車両用ヘッドランプ（前照灯）の例として特許文献１〜４に開示されたヘッドランプを挙げられる。
【０００４】
特許文献１には、速度により光ビームの空間分布が連続的に調整可能であるヘッドランプが開示されている。
【０００５】
特許文献２には、車両の周囲の環境を検知して、ヘッドライト配光の一部（スポット領域）の光度を変えるヘッドランプが開示されている。
【０００６】
特許文献３には、ドライバーが障害を回避しやすいように配光状態を変えるヘッドランプが開示されている。
【０００７】
特許文献４に開示されたヘッドランプは、車速信号に応じてハイビームランプを非動作状態とすることで、対向車両のドライバーを眩惑することの防止が可能である。
【０００８】
また、特許文献５に開示された車両用ライティングシステムでは、発光ダイオードを光源として用い、霧が発生していることを検知すると、視認性向上のため、ヘッドライトの照明光の色をオレンジにする。また、当該車両用ライティングシステムでは、ブレーキペダルの踏力に応じてブレーキランプの明るさを変えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特表２００３-５０３２５３号公報（２００６年０１月２８日公表）
【特許文献２】特開２００６-１６４７４３号公報（２００６年０６月２２日公開）
【特許文献３】特開２００９-１４３５０３号公報（２００９年０７月０２日公開）
【特許文献４】特開２００７-０４５４０７号公報（２００７年０２月２２日公開）
【特許文献５】特表２００４-５２４６５０号公報（２００４年０８月１２日公表）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、従来の車両用ヘッドランプ用光源は、調光が難しいという問題がある。特に高輝度放電灯（ＨＩＤ）タイプのヘッドライトで調光を行うのは特に困難である。
【００１１】
もう一つの一般的なヘッドランプ用光源であるハロゲンランプは、印加電圧を変更する事で調光することは可能であるが、低電圧域ではフィラメントが十分加熱されず、微妙な調光が困難であった。
【００１２】
また、発光ダイオードを励起光源として用いたヘッドランプを開示した特許文献１〜３、５にも、ヘッドランプの明るさを変化させる技術は記載されていない。
【００１３】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、外部からの信号に応じて明るさを変化させることができる車両用前照灯の制御装置および車両用前照灯制御システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明に係る制御装置は、上記の課題を解決するために、励起光を出射する励起光源と、上記励起光源から出射される励起光を受けて発光する発光部とを備える車両用前照灯を制御する制御装置であって、外部からの信号に応じて、上記車両用前照灯の点灯状態において上記励起光源における励起光の出力を変化させる制御手段を備えることを特徴としている。
【００１５】
本発明に係る制御方法は、励起光を出射する励起光源と、上記励起光源から出射される励起光を受けて発光する発光部とを備える車両用前照灯を制御する制御方法であって、外部からの信号に応じて、上記車両用前照灯の点灯状態において上記励起光源における励起光の出力を変化させる制御ステップを含むことを特徴としている。
【００１６】
上記構成によれば、励起光源が出射した励起光は発光部に照射され、これによって当該発光部が発光する。そして、制御手段は、外部からの信号に応じて、励起光源における励起光の出力を変化させる。その結果、発光部から出射される光の量が変化する。上記外部からの信号とは、例えば、車両用前照灯が搭載された車両の速度、車両用前照灯が搭載された車両の周囲の明るさである。
【００１７】
それゆえ、必要なときに必要な明るさの照明光を車両用前照灯から出射することができ、車両用前照灯の消費電力を低減できる。また、必要でないときに照明光を低下させる（すなわち、励起光源の光出力を低下させる）ことにより、励起光源および発光部への負荷が緩和される。その結果、車両用前照灯の長寿命化を図ることができる。
【００１８】
また、上記外部からの信号は、上記車両用前照灯が搭載される車両の速度を示すものであることが好ましい。
【００１９】
上記構成によれば、上記制御手段は、車両用前照灯が搭載された車両の速度を示す信号に基づいて、励起光源における励起光の出力を変化させる。
【００２０】
それゆえ、車両の速度に応じて車両用前照灯の明るさを調節できる。車両の増加に伴い車両用前照灯の明るさが増加すれば、車両の運転者は自然に視界が開けてくるように感じ、疲労感が少なくなる。また、車両の運転者は、車速が上がってきていることを車両用前照灯の明るさによって視覚的に認識することができ、速度超過の予防につながる。
【００２１】
また、上記制御手段は、外部からの信号に応じて、上記出力を無段階的に変化させることが好ましい。
【００２２】
上記構成によれば、外部からの信号に応じて、励起光源における励起光の出力が無段階的に変化する。その結果、発光部から出射される光の量が、外部からの信号に応じて無段階的に変化する。
【００２３】
それゆえ、車速の変化をより忠実に車両用前照灯の明るさの変化に反映させることができる。
【００２４】
また、上記制御装置は、上記制御手段の異常を検出する異常検出手段をさらに備え、上記異常検出手段は、上記制御手段の異常を検出した場合に、上記出力を所定値に維持することが好ましい。
【００２５】
上記構成によれば、制御手段に異常が発生した場合に、異常検出手段はその異常を検出し、励起光源における励起光の出力を所定値に維持する。その結果、制御手段に異常が発生した場合に、車両用前照灯の明るさが一定に維持される。これはいわゆるフェイルセーフの機構である。
【００２６】
それゆえ、制御手段の異常によって、車両の走行中に、前照灯が暗くなったり、点かなくなったりすることを防止することができる。
【００２７】
本発明に係る車両用前照灯制御システムは、励起光を出射する励起光源と、上記励起光源から出射される励起光を受けて発光する発光部とを備える車両用前照灯と、自身が搭載されている車両の速度を検出する速度検出装置と、上記速度検出装置が検出した速度の増加に応じて、上記車両用前照灯の点灯状態において上記励起光源における励起光の出力を増加させる制御装置とを備えることを特徴としている。
【００２８】
上記構成によれば、励起光源から出射される励起光を受けて発光部が発光することによって、車両用前照灯から光が出射される。速度検出装置は、自身が搭載されている車両の速度を検出し、制御装置は、その検出された速度の増加に応じて、車両用前照灯の点灯状態において励起光源における励起光の出力を増加させる。その結果、車両用前照灯から出射される光の量が車速に応じて変化する。
【００２９】
それゆえ、車速に応じた明るさの照明光を車両用前照灯から出射することができ、車両用前照灯の消費電力を低減できる。また、車速が小さいときに照明光を低下させる（すなわち、励起光源の光出力を低下させる）ことにより、励起光源および発光部への負荷が緩和される。その結果、車両用前照灯の長寿命化を図ることができる。
【００３０】
また、上記励起光源は、半導体レーザまたは発光ダイオードであることが好ましい。
【００３１】
上記構成によれば、発光部に励起光を照射する励起光源に、半導体レーザまたは発光ダイオードを用いる。これらの光源は、通電する電流値に対して、明るさがリニアに変化する。
【００３２】
それゆえ、励起光源に通電する電流値を制御することにより、車両用前照灯の出射光の明るさを容易に制御することができる。
【００３３】
本発明に係る制御プログラムは、上記制御装置を動作させる制御プログラムであって、コンピュータを上記の各手段として機能させることを特徴としている。
【００３４】
本発明に係るコンピュータ読み取り可能な記録媒体は、上記制御プログラムを記録したことを特徴としている。
なお、上記記録装置は、コンピュータによって実現してもよく、この場合には、コンピュータを上記各手段として動作させることにより上記記録装置をコンピュータにて実現させる記録装置の制御プログラム、およびそれを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体も、本発明の技術的範囲に含まれる。
【発明の効果】
【００３５】
本発明に係る制御装置は、以上のように、励起光を出射する励起光源と、上記励起光源から出射される励起光を受けて発光する発光部とを備える車両用前照灯を制御する制御装置であって、外部からの信号に応じて、上記車両用前照灯の点灯状態において上記励起光源における励起光の出力を変化させる制御手段を備える構成である。
【００３６】
それゆえ、必要でないときに照明光を低下させる（すなわち、励起光源の光出力を低下させる）ことにより、車両用前照灯の消費電力の低減、および車両用前照灯の長寿命化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の一実施形態に係るヘッドランプ制御システムの構成を示す図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るヘッドランプの概略構成を示す図である。
【図３】（ａ）は、半導体レーザの回路図を模式的に示した図であり、（ｂ）は、半導体レーザの基本構造を示す斜視図である。
【図４】半導体レーザを励起光源に用いたレーザ照明光源の電流―明るさ特性のグラフである。
【図５】上記制御装置が備える電流値算出部が用いる数式の例を示す図である。
【図６】上記ヘッドランプ制御システムにおける制御処理の流れを示す図である。
【図７】本発明の別の実施形態に係るヘッドランプの構成を示す断面図である。
【図８】凸レンズ、遮光板および発光部の位置関係を示す斜視図である。
【図９】（ａ）は自動車用のすれ違い用前照灯に要求される配光特性を示す図であり、（ｂ）は、すれ違い用前照灯の配光特性基準に規定された照度を示す図である。
【図１０】（ａ）はヘッドランプが備える発光部の形状を示す斜視図であり、（ｂ）は発光部のレーザ光照射面に対する出射端部の配置パターンを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
〔実施の形態１〕
本発明の実施の一形態について図１〜図５に基づいて説明すれば、以下のとおりである。ここでは、本発明の照明装置として、自動車用の走行用前照灯（ハイビーム）の配光特性基準を満たすヘッドランプ１を備えるヘッドランプ制御システム２００を例に挙げて説明する。
【００３９】
図１は、本実施の形態におけるヘッドランプ制御システム２００の構成を示す概略図である。図１に示すように、乗用車（車両）１００に搭載されたヘッドランプ制御システム（車両用前照灯制御システム）２００は、ヘッドランプ１、制御装置３０、速度検出装置４１、光源用電源回路４３を備えている。乗用車１００は、バッテリ４２の他に、エンジン、タイヤなど乗用車として必要な部材を備えているが、これらの部材は発明の本質とは関係がないため省略している。
【００４０】
制御装置３０は、乗用車１００に搭載されているヘッドランプ１の明るさを乗用車１００の車速に応じて制御する。具体的には、制御装置３０は、速度検出装置４１が検出した速度の増加に応じて、ヘッドランプ１の点灯状態において半導体レーザ２における励起光の出力を増加させる。この制御装置３０の詳細については後述する。
【００４１】
速度検出装置４１は、自身が搭載されている車両の速度を検出する。具体的には、速度検出装置４１は、乗用車１００のタイヤを回転させる車軸の回転速度から当該乗用車１００の速度を検出し、検出した速度を示す車速信号を制御装置３０の電流値算出部３１へ送信する。なお、省部品化、コストダウンを図るため、速度計に速度を表示するために車速を検出する既存の速度検出装置を速度検出装置４１として利用すればよい。
【００４２】
バッテリ４２は、乗用車に一般的に搭載されている蓄電池である。
【００４３】
光源用電源回路４３は、バッテリ４２から電力（直流電流）の供給を受け、電源回路制御部３２から受信した電源回路制御信号に応じた直流電流を半導体レーザ２へ供給する。
【００４４】
（制御装置３０の構成）
図１に示すように、制御装置３０は、電流値算出部（制御手段）３１、電源回路制御部（制御手段）３２、異常検出部（異常検出手段）３３およびメモリ３４を備えている。
【００４５】
電流値算出部３１は、外部からの信号としての車速信号に応じて、ヘッドランプ１の点灯状態において半導体レーザ２における励起光の出力を変化させる。具体的には、電流値算出部３１は、速度検出装置４１から出力された車速信号が示す速度から、所定の計算方法により電流値を算出し、算出した電流値を電源回路制御部３２および異常検出部３３へ送信する。所定の計算方法は、電流値算出部３１が利用可能なメモリ（メモリ３４）に予め格納されていればよい。
【００４６】
電源回路制御部３２は、電流値算出部３１から受信した電流値に対応した電源回路制御信号を生成し、光源用電源回路４３へ送信する。上記電源回路制御信号は、電流値算出部３１が算出した電流値が示す量の電流が半導体レーザ２へ供給されるように光源用電源回路４３を制御するための制御信号である。
【００４７】
なお、電源回路制御部３２は、異常検出部３３から電流値を受信した場合は、異常検出部３３から受信した電流に基づいて電源回路制御信号を生成する。
【００４８】
異常検出部３３は、電源回路制御部３２から受信した電源回路制御信号および速度検出装置４１から受信した車速信号に基づいて電流値算出部３１および電源回路制御部３２に異常がないかどうかを判定する。換言すれば、異常検出部３３は、電流値算出部３１および電源回路制御部３２の異常を検出する。電流値算出部３１または電源回路制御部３２に異常があると判定した場合に、異常検出部３３は、所定の電源回路制御信号を光源用電源回路４３に送信する。換言すれば、異常検出部３３は、電流値算出部３１または電源回路制御部３２の異常を検出した場合に、半導体レーザ２の光出力を所定値に維持する。
【００４９】
上記所定の電流値とは、例えば、法規制で定められた車両用前照灯のハイビームの光度範囲の、上限値および下限値の中間の明るさを実現する電流値である。所定の電流値は、異常検出部３３が利用可能なメモリ（メモリ３４）に予め格納されていればよい。
【００５０】
なお、異常検出部３３を異常検出装置として、制御装置３０の外部に設けてもよい。
【００５１】
（ヘッドランプ１の構成）
次に、ヘッドランプ１（車両用前照灯）の構成について図２を用いて説明する。図２は、ヘッドランプ１の概略構成を示す図である。同図に示すように、ヘッドランプ１は、半導体レーザ２、非球面レンズ３、導光部４、発光部５、反射鏡６および透明板７を備えている。半導体レーザ２、導光部４および発光部５によって発光装置の基本構造が形成されている。
【００５２】
（半導体レーザ２）
半導体レーザ２は、励起光を出射する励起光源として機能するものである。この半導体レーザ２は１つでもよいし、複数設けられてもよい。また、半導体レーザ２として、１つのチップに１つの発光点を有するものを用いてもよいし、複数の発光点を有するものを用いてもよい。本実施形態では、１チップに１つの発光点を有する１０個の半導体レーザ２を用いている。なお、図２では、図を簡略化するために、１つの半導体レーザ２のみを図示している。
【００５３】
半導体レーザ２は、例えば、１チップに１つの発光点（１ストライプ）を有し、４０５ｎｍ（青紫色）のレーザ光を発振し、光出力が１．０Ｗ、動作電圧が５Ｖ、電流が０．７Ａのものであり、直径５．６ｍｍのパッケージ（ステム）に封入されているものである。半導体レーザ２が発振するレーザ光は、４０５ｎｍに限定されず、３８０ｎｍ以上４７０ｎｍ以下の波長範囲にピーク波長を有するレーザ光であればよい。なお、３８０ｎｍより小さい波長のレーザ光を発振する良質な短波長用の半導体レーザを作製することが可能であれば、本実施の形態の半導体レーザ２として、３８０ｎｍより小さい波長のレーザ光を発振するように設計された半導体レーザを用いることも可能である。
【００５４】
半導体レーザ２の光出力の合計は、１Ｗ以上２０Ｗ以下であり、発光部５に照射されるレーザ光の光密度は、０．１Ｗ／ｍｍ２以上５０Ｗ／ｍｍ２以下であることが好ましい。この範囲の光出力であれば、車両用のヘッドランプに要求される光束および輝度を実現できるとともに、高出力過ぎるレーザ光によって発光部５が極度に劣化することを防止できる。すなわち、高光束かつ高輝度でありながら、長寿命の光源を実現できる。
【００５５】
非球面レンズ３は、各半導体レーザ２から発振されたレーザ光を、導光部４の一方の端部である光入射面４ａに入射させるためのレンズである。例えば、非球面レンズ３として、アルプス電気製のＦＬＫＮ１  ４０５を用いることができる。上述の機能を有するレンズであれば、非球面レンズ３の形状および材質は特に限定されないが、４０５ｎｍ近傍の透過率が高く、かつ耐熱性のよい材料であることが好ましい。
【００５６】
（導光部４）
導光部４は、半導体レーザ２が発振したレーザ光を集光して発光部５（発光部５のレーザ光照射面）へと導く円錐台状の導光部材であり、非球面レンズ３を介して半導体レーザ２と光学的に結合している。導光部４は、半導体レーザ２が出射したレーザ光を受光する光入射面４ａ（入射端部）と当該光入射面４ａにおいて受光したレーザ光を発光部５へ出射する光出射面４ｂ（出射端部）とを有している。
【００５７】
光出射面４ｂの面積は、光入射面４ａの面積よりも小さい。そのため、光入射面４ａから入射した各レーザ光は、導光部４の側面に反射しつつ前進することにより収束されて光出射面４ｂから出射される。
【００５８】
導光部４は、石英ガラス、アクリル樹脂その他の透明素材で構成する。また、光入射面４ａおよび光出射面４ｂは、平面形状であっても曲面形状であってもよい。
【００５９】
非球面レンズ３および導光部４の結合効率（半導体レーザ２から出射されるレーザ光の強度に対する、導光部４の光出射面４ｂから出射されるレーザ光の強度の割合）は９０％である。このため、半導体レーザ２から出射された１２Ｗのレーザ光は、非球面レンズ３および導光部４を通過すると、光出射面４ｂから１０．８Ｗのレーザ光として出射される。
【００６０】
なお、導光部４は、角錐台状であってもよく、光ファイバーであってもよく、半導体レーザ２からのレーザ光を発光部５に導くものであればよい。また、導光部４を設けずに、半導体レーザ２からのレーザ光を非球面レンズ３を介して、または直接に発光部５に照射してもよい。半導体レーザ２と発光部５との間の距離が短い場合には、このような構成が可能になる。
【００６１】
（発光部５）
発光部５は、導光部４の光出射面４ｂから出射されたレーザ光を受けて発光するものであり、レーザ光を受けて発光する蛍光体が、蛍光体保持物質としてのシリコーン樹脂またはガラス材料の中に分散されたものである。蛍光体保持物質と蛍光体との割合は、１０：１程度である。また、発光部５は、蛍光体を押し固めたものであってもよい。
【００６２】
この発光部５は、透明板７の内側（光出射面４ｂが位置する側）の面において、反射鏡６の焦点位置またはその近傍に固定されている。発光部５の位置の固定方法は、この方法に限定されず、反射鏡６から延出する棒状または筒状の部材によって発光部５の位置を固定してもよい。
【００６３】
発光部５の形状は、特に限定されず、直方体であっても、円筒状であってもよい。本実施形態では、発光部５は、レーザ光照射面および当該レーザ光照射面に対向する円形発光面の面積が３ｍｍ２であり、厚さ２ｍｍの円柱状である。
【００６４】
また、発光部５のレーザ光照射面と円形発光面との間の厚みは２ｍｍでなくともよい。上記厚みは、レーザ光が発光部５において全て白色光に変換されるか、またはレーザ光が発光部５において十分に散乱される厚みであればよい。つまり、人体に有害なコヒーレント光の全てが、無害なインコヒーレント光に変換されるだけの厚みを発光部５が有していればよい。
【００６５】
ここで必要とされる発光部５の厚みは、発光部５における蛍光体保持物質と蛍光体との割合に従って変化する。発光部５における蛍光体の含有量が多くなれば、レーザ光が白色光に変換される効率が高まるため発光部５の厚みを薄くできる。なお、発光部５の組成については後述する。
【００６６】
（反射鏡６）
反射鏡６は、発光部５が出射したインコヒーレント光（以下、単に「光」と称する）を反射することにより、所定の立体角内を進む光線束を形成するものである。すなわち、反射鏡６は、発光部５からの光を反射することにより、ヘッドランプ１の前方へ進む光線束を形成する。この反射鏡６は、例えば、金属薄膜がその表面に形成された曲面形状（カップ形状）の部材であり、反射した光の進行方向に開口している。
【００６７】
（透明板７）
透明板７は、反射鏡６の開口部を覆う透明な樹脂板であり、発光部５を保持している。この透明板７を、半導体レーザ２からのレーザ光を遮断するとともに、発光部５においてレーザ光を変換することにより生成された白色光（インコヒーレント光）を透過する材質で形成することが好ましい。
【００６８】
発光部５によってコヒーレントなレーザ光は、そのほとんどがインコヒーレントな白色光に変換される。しかし、何らかの原因でレーザ光の一部が変換されない場合も考えられる。このような場合でも、透明板７によってレーザ光を遮断することにより、レーザ光が外部に漏れることを防止できる。なお、このような効果を期待せず、かつ透明板７以外の部材によって発光部５を保持する場合には、透明板７を省略することが可能である。
【００６９】
（発光部５の組成）
発光部５に含まれる蛍光体は、酸窒化物系の蛍光体またはＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体のナノメータサイズの粒子を用いた半導体ナノ粒子蛍光体であり、青色、緑色および赤色の蛍光体が低融点ガラスまたはシリコーン樹脂に分散されている。半導体レーザ２は、４０５ｎｍ（青紫色）のレーザ光を発振するため、発光部５に当該レーザ光が照射されると白色光が発生する。それゆえ、発光部５は、波長変換材料であるといえる。
【００７０】
なお、半導体レーザ２は、４５０ｎｍ（青色）のレーザ光（または、４４０ｎｍ以上４９０ｎｍ以下の波長範囲にピーク波長を有する、いわゆる「青色」近傍のレーザ光）を発振するものでもよく、この場合には、上記蛍光体は、黄色の蛍光体、または緑色の蛍光体と赤色の蛍光体との混合物である。黄色の蛍光体とは、５６０ｎｍ以上５９０ｎｍ以下の波長範囲にピーク波長を有する光を発する蛍光体である。緑色の蛍光体とは、５１０ｎｍ以上５６０ｎｍ以下の波長範囲にピーク波長を有する光を発する蛍光体である。赤色の蛍光体とは、６００ｎｍ以上６８０ｎｍ以下の波長範囲にピーク波長を有する光を発する蛍光体である。
【００７１】
酸窒化物系蛍光体としては、サイアロン（ＳｉＡｌＯＮ）と通称されるものが好ましい。サイアロンとは、窒化ケイ素のシリコン原子の一部がアルミニウム原子に、窒素原子の一部が酸素原子に置換された物質である。窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）にアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、シリカ（ＳｉＯ２）および希土類元素などを固溶させて作ることができる。
【００７２】
発光部５は、例えば、ＳｉＯ２とＢ２Ｏ３とＺｎＯとを２：２：１の割合で含む低融点ガラスを蛍光体保持物質として使用し、この低融点ガラスとＣａα−ＳｉＡｌＯＮ：ＣｅとＣＡＳＮ：Ｅｕとを重量比で１０：２：１で混合したものである。
【００７３】
蛍光体の別の好適な例である半導体ナノ粒子蛍光体の特徴の一つは、同一の化合物半導体（例えばインジュウムリン：ＩｎＰ）を用いても、その粒子径をナノメータサイズに変更することにより、量子サイズ効果によって発光色を変化させることができる点である。例えば、ＩｎＰでは、粒子サイズが３〜４ｎｍ程度のときに赤色に発光する。ここで、粒子サイズは透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）にて評価した。
【００７４】
また、この半導体ナノ粒子蛍光体は、半導体ベースであるので蛍光寿命が短く、励起光のパワーを素早く蛍光として放射できるのでハイパワーの励起光に対して耐性が強いという特徴もある。これは、この半導体ナノ粒子蛍光体の発光寿命が１０ナノ秒程度と、希土類を発光中心とする通常の蛍光体材料に比べて５桁も小さいためである。
【００７５】
さらに、上述したように、発光寿命が短いため、レーザ光の吸収と蛍光体の発光を素早く繰り返すことができる。その結果、強いレーザ光に対して高い変換効率を保つことができ、蛍光体からの発熱を低減させることができる。
【００７６】
よって、発光部５が熱により劣化（変色や変形）するのをより抑制することができる。これにより、ヘッドランプ１の寿命を延ばすことができる。
【００７７】
（半導体レーザ２の構造）
次に半導体レーザ２の基本構造について説明する。図３（ａ）は、半導体レーザ２の回路図を模式的に示したものであり、図３（ｂ）は、半導体レーザ２の基本構造を示す斜視図である。同図に示すように、半導体レーザ２は、カソード電極１９、基板１８、クラッド層１１３、活性層１１１、クラッド層１１２、アノード電極１７がこの順に積層された構成である。
【００７８】
基板１８は、半導体基板であり、本願のように蛍光体を励起する為の青色〜紫外の励起光を得る為にはＧａＮ、サファイア、ＳｉＣを用いることが好ましい。一般的には、半導体レーザ用のその他の基板としては、Ｓｉ、ＧｅおよびＳｉＣ等のＩＶ属半導体、ＧａＡｓ、ＧａＰ、ＩｎＰ、ＡｌＡｓ、ＧａＮ、ＩｎＮ、ＩｎＳｂ、ＧａＳｂおよびＡｌＮに代表されるＩＩＩ−Ｖ属化合物半導体、ＺｎＴｅ、ＺｅＳｅ、ＺｎＳおよびＺｎＯ等のＩＩ−ＶＩ属化合物半導体、ＺｎＯ、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、ＣｒＯ２およびＣｅＯ２等の酸化物絶縁体、並びに、ＳｉＮなどの窒化物絶縁体のいずれかの材料が用いられる。
【００７９】
アノード電極１７は、クラッド層１１２を介して活性層１１１に電流を注入するためのものである。
【００８０】
カソード電極１９は、基板１８の下部から、クラッド層１１３を介して活性層１１１に電流を注入するためのものである。なお、電流の注入は、アノード電極１７・カソード電極１９に順方向バイアスをかけて行う。
【００８１】
活性層１１１は、クラッド層１１３及びクラッド層１１２で挟まれた構造になっている。
【００８２】
また、活性層１１１およびクラッド層の材料としては、青色〜紫外の励起光を得る為にはＡｌＩｎＧａＮから成る混晶半導体が用いられる。一般に半導体レーザの活性層・クラッド層としては、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ａｓ、Ｐ、Ｎ、Ｓｂを主たる組成とする混晶半導体が用いられ、そのような構成としても良い。また、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｓ、Ｓｅ、ＴｅおよびＺｎＯ等のＩＩ−ＶＩ属化合物半導体によって構成されていてもよい。
【００８３】
また、活性層１１１は、注入された電流により発光が生じる領域であり、クラッド層１１２及びクラッド層１１３との屈折率差により、発光した光が活性層１１１内に閉じ込められる。
【００８４】
さらに、活性層１１１には、誘導放出によって増幅される光を閉じ込めるために互いに対向して設けられる表側へき開面１１４・裏側へき開面１１５が形成されており、この表側へき開面１１４・裏側へき開面１１５が鏡の役割を果す。
【００８５】
ただし、完全に光を反射する鏡とは異なり、誘導放出によって増幅される光の一部は、活性層１１１の表側へき開面１１４・裏側へき開面１１５（本実施の形態では、便宜上表側へき開面１１４とする）から出射され、励起光Ｌ０となる。なお、活性層１１１は、多層量子井戸構造を形成していてもよい。
【００８６】
なお、表側へき開面１１４と対向する裏側へき開面１１５には、レーザ発振のための反射膜（図示せず）が形成されており、表側へき開面１１４と裏側へき開面１１５との反射率に差を設けることで、低反射率端面である、例えば、表側へき開面１１４より励起光Ｌ０の大部分を発光点１０３から照射されるようにすることができる。
【００８７】
クラッド層１１３・クラッド層１１２および活性層１１１などの各半導体層との膜形成については、ＭＯＣＶＤ（有機金属化学気相成長）法やＭＢＥ（分子線エピタキシー）法、ＣＶＤ（化学気相成長）法、レーザアブレーション法、スパッタ法などの一般的な成膜手法を用いて構成できる。各金属層の膜形成については、真空蒸着法やメッキ法、レーザアブレーション法、スパッタ法などの一般的な成膜手法を用いて構成できる。
【００８８】
（発光部５の発光原理）
次に、半導体レーザ２から発振されたレーザ光による蛍光体の発光原理について説明する。
【００８９】
まず、半導体レーザ２から発振されたレーザ光が発光部５に含まれる蛍光体に照射されることにより、蛍光体内に存在する電子が低エネルギー状態から高エネルギー状態（励起状態）に励起される。
【００９０】
その後、この励起状態は不安定であるため、蛍光体内の電子のエネルギー状態は、一定時間後にもとの低エネルギー状態（基底準位のエネルギー状態または励起準位と基底準位との間の準安定準位のエネルギー状態）に遷移する。
【００９１】
このように、高エネルギー状態に励起された電子が、低エネルギー状態に遷移することによって蛍光体が発光する。
【００９２】
白色光は、等色の原理を満たす３つの色の混色、または補色の関係を満たす２つの光の混色で構成でき、この原理・関係に基づき、半導体レーザから発振されたレーザ光の色と蛍光体が発する光の色とを、上述のように組み合わせることにより白色光を発生させることができる。
【００９３】
（電流値算出部３１における電流値の算出方法）
次に、図４および図５を参照しつつ、電流値算出部３１における電流値の具体的な算出方法を説明する。図４は、ヘッドランプ１の電流―明るさ特性を示すグラフである。図４に示すように、半導体レーザ２は、閾値以上（図４に示す例では約１．５Ａ）の電流が通電されれば、通電される電流の量を増加させることで、半導体レーザ２から出射されるレーザ光の光束が直線的に増加し、その結果、ヘッドランプ１から出射される白色光の光束が直線的に増加する。
【００９４】
このように、半導体レーザ２を励起光源として備えるヘッドランプ１では、半導体レーザ２に供給される電流の量を変化させることにより、リニアにヘッドランプ１の明るさを変化させることができる。
【００９５】
本実施形態では、制御装置３０は、乗用車１００の車速に応じて、所定の範囲でヘッドランプ１の明るさを無段階的または段階的に調整する。法規制により、ハイビームは、停車時にも所定の明るさ以上の明るさで点灯されなければならない。そのため、電流値算出部３１は、乗用車１００の車速がゼロの場合に、上記所定の明るさ以上の明るさを実現する最低光束の光がヘッドランプ１から出射されるように、半導体レーザ２へ供給する電流の値（最低電流値）を設定する。
【００９６】
また、同様の観点から、電流値算出部３１は、乗用車１００が後退するとき、および徐行速度（例えば、２０ｋｍ／ｈ以下）であるときにも最低電流値を設定する。
【００９７】
一方、乗用車１００が、上限速度である８０ｋｍ／ｈ以上の速度で走行した場合には、電流値を一定に維持することが好ましい。８０ｋｍ／ｈという速度は、高速道路走行を想定したものである。必要以上の光束の光を出射することは、ヘッドランプ１の劣化につながるため、電流値の上限（すなわち、ヘッドランプ１の明るさの上限）を設定することが好ましい。
【００９８】
ハイビームランプに関する法規制によると、最高光度点の光度が最低２９５００ｃｄから最高１１２５００ｃｄの間にあること（１灯あたり）と規定されている。反射鏡６を正面から見たときの面積（正面面積）が２０００ｍｍ２（直径５０．５ｍｍ相当）の場合、必要となる輝度は１４．７５〜５６．２５ｃｄ／ｍｍ２であり、発光面が３ｍｍ２の発光部５から等方的に光が放射されるとすると、要求される光束は５５６〜２１２０ｌｍとなる。
【００９９】
図４を参照すると、上記光束（５５６〜２１２０ｌｍ）を得るためには、電源電流として２．２Ａ〜３．８Ａの間を変化させればよいことが分かる。
【０１００】
なお、変化させるべき電流の値は、反射鏡６の正面面積や発光部５の発光面の面積によって変わる。別の例として、反射鏡６の正面面積が７８５４ｍｍ２（直径１００ｍｍ相当）で、発光部５の発光面の面積が７ｍｍ２のとき、法規制を満たすために必要となる光束は３３０〜１２６０ｌｍとなる。このとき半導体レーザ２へ供給される電流の範囲は、１．９Ａ〜２．９Ａとなる。
【０１０１】
そして、電流値算出部３１は、徐行速度から上限速度までの間の速度で乗用車１００が走行しているときには、その車速と電流値との関係を示す数式を用いて、車速に対応した電流値を算出する。図５は、電流値算出部３１が用いる数式の例を示す図である。図５（ａ）に示すように、上記数式は、一次直線を示すものであってもよいし、図５（ｂ）に示すように、２次曲線を示すものでもよい。これらの数式は、車速が上がるに連れて、電流値算出部３１が算出する電流値が上がるものである。すなわち、電流値算出部３１は、外部からの信号に応じて、半導体レーザ２の光出力を無段階的に変化させてもよい。
【０１０２】
このような数式を用いることで、車速に応じた電流値を無段階的に算出することができ、その結果、ヘッドランプ１の明るさを無段階的に変化させることができる。
【０１０３】
また、車速に応じて段階的に電流値を算出する場合には、図５（ｃ）に示すように、予め車速を複数の範囲に区切り、各車速の範囲に電流値をそれぞれ対応付けた数式またはテーブルを用意しておき、電流値算出部３１は、この数式を用いるか、またはテーブルを参照することにより、車速に対応した電流値を算出すればよい。なお、電流値を上昇させる段階は、２段階以上であれば、何段階であってもよい。
【０１０４】
例えば、電流値算出部３１は、乗用車１００の車速が徐行速度（２０ｋｍ／ｈ以下）であるときは２．２Ａを算出し、２０ｋｍ／ｈ以上のときは、算出する電流値を車速の上昇に応じて直線的に増加させ、８０ｋｍ／ｈ以上となったときは３．８Ａを算出する。
【０１０５】
このように電流値算出部３１は、所定の上限値と下限値との間の範囲において、半導体レーザ２へ供給する電流の量を乗用車１００の車速に応じて算出し、上記下限値は０より大きい値である。
【０１０６】
ヘッドランプ１の明るさを車速に応じて連続的に増加させた場合、乗用車１００の運転者にとっては自然に視界が開けてくるように感じ、疲労感が少なくなることが期待される。また、ヘッドランプ１の明るさを車速に応じて段階的に増加させた場合、車速が上がってきていることを視覚的に認識することができ、速度超過の予防につながると考えられる。
【０１０７】
（ヘッドランプ１の明るさ制御の流れ）
次に、ヘッドランプ制御システム２００におけるヘッドランプ１の明るさ制御の流れを説明する。図６は、ヘッドランプ制御システム２００におけるヘッドランプ１の明るさ制御の流れを示すフローチャートである。
【０１０８】
ヘッドランプ１が運転者によって点灯される（Ｓ１）と、電流値算出部３１は、速度検出装置４１から車速信号を受信し（Ｓ２）（車速信号受信ステップ）、受信した車速信号が示す車速を基に、上記算出方法により、半導体レーザ２に通電する電流の値を算出（Ｓ３）する（電流値算出ステップ）。そして、電流値算出部３１は、算出した電流値を電源回路制御部３２および異常検出部３３へ送信する（電流値送信ステップ）。
【０１０９】
電源回路制御部３２は、電流値算出部３１からの電流値を受信すると、受信した電流値に基づいて電源回路制御信号を生成し、光源用電源回路４３に送信する。光源用電源回路４３は、上記電源回路制御信号に従って直流電流を半導体レーザ２に供給する（Ｓ４）(電流供給ステップ)。このようにヘッドランプ１の明るさを制御するためのステップには、車速信号受信ステップ、電流値算出ステップ、電流値送信ステップ、電流供給ステップが含まれている。
【０１１０】
（異常検出部３３における処理）
電流値算出部３１が正常に機能しなかった場合には、ヘッドランプ１が全く点灯しないか、最低の明るさに維持されたままの状態になる可能性が考えられる。このような状況は、乗用車１００の夜間走行に支障を来たすため、当該状況が起こらない対策を講じることが好ましい。そのために異常検出部３３が設けられている。
【０１１１】
異常検出部３３は、電源回路制御部３２から受信した電源回路制御信号と、速度検出装置４１から受信した車速信号とを比較し、乗用車１００の車速が増加しているにも関わらず電源回路制御部３２が出力した電源回路制御信号に対応する電流値が上昇しない場合に、電流値算出部３１または電源回路制御部３２に異常があると判定する。異常検出部３３は、電流値算出部３１または電源回路制御部３２のいずれに異常があるのかを特定する必要はなく、少なくともいずれかに異常があることを判定すればよい。
【０１１２】
異常があると判定した場合に、異常検出部３３は、所定の電流値に対応した電源回路制御信号を光源用電源回路４３に送信する。これによって、ヘッドランプ１の明るさが所定の明るさに維持される。異常検出部３３が異常を検出した場合には、運転者にその旨を報知することが好ましく、そのための報知部（例えば、表示装置、スピーカ）を乗用車１００に搭載することが好ましい。
【０１１３】
（ヘッドランプ制御システム２００の効果）
以上のように、ヘッドランプ制御システム２００では、半導体レーザ２を駆動する電流値を増減させることで、発光部５の明るさを変化させている。半導体レーザ２へ供給する電流を変えることによりヘッドランプ１の明るさを変化させる場合、電圧値はほとんど変化しない。すなわち、電流値を減らして暗くすると、電流値が減っただけ消費電力が低減できる。しかもヘッドランプ１の明るさは電流値に比例してほぼ直線的に増減するので、従来のハロゲンランプおよび放電灯（ＨＩＤランプ）に比べて明るさ制御が極めて容易である。
【０１１４】
また、半導体レーザ２は、より多くの電流をより長い時間流すことにより、より激しく劣化する。発光部５もより強い励起光を受けることで、より激しく劣化する。よって、半導体レーザ２に供給する電流の量を下げることで、半導体レーザ２および発光部５の寿命を延ばすことができる。
【０１１５】
また、ヘッドランプ１のその他の構成部材（例えば、透明板７）も、より強くヘッドライトが光ることにより劣化が促進される。よって、必要に応じてヘッドランプ１の明るさを変化させることによって、ヘッドランプ１全体の長寿命化を図ることができる。
【０１１６】
（変更例）
上述の説明では励起光源として半導体レーザを用いたが、励起光源として発光ダイオードなど、他の固体光源素子を用いてもよい。この場合でも同様の効果が得られる。発光ダイオードでは発光に関わる閾値がないので、発光ダイオードを励起光源として用いれば、発光ダイオードに供給される電流を０Ａから増加させることにより、ほぼ直線的に明るさが増加する。
【０１１７】
また、上述の構成では、電流値算出部３１は、外部からの信号としての車速信号に応じて、半導体レーザ２における励起光の出力を変化させていたが、電流値算出部３１は、外部からの信号として、車速信号以外の信号を受信し、その信号に応じて、半導体レーザ２における励起光の出力を変化させてもよい。
【０１１８】
例えば、乗用車１００の周囲の明るさ（外光強度と称する）を光センサ（例えば、照度計）によって測定し、当該外光センサから出力される外光強度の測定結果に応じて半導体レーザ２における励起光の出力を変化させてもよい。この場合、上記外部からの信号は、乗用車１００の周囲の明るさを示す信号である。
【０１１９】
この構成の場合、外光強度が小さくなるのに伴って（すなわち、周囲が暗くなるのに伴って）、ヘッドランプ１の明るさ（電流値算出部３１が算出する電流値）を増加させることが好ましい。これによって、夕暮れ時など、乗用車１００の周囲が薄暗い時よりも、乗用車１００の周囲が真っ暗の時にヘッドランプ１をより明るくすることができる。逆に言えば、それほど暗くない時には、ヘッドランプ１の明るさを抑えることができる。
【０１２０】
これにより、周囲の明るさに応じてヘッドランプ１の明るさを調整することができ、消費電力を節約できる。また、ヘッドランプ１の寿命を延ばすことができる。
【０１２１】
また、乗用車１００の運転者が手動でヘッドランプ１の明るさを調整できるようにしてもよい。この場合、上記外部からの信号は、ヘッドランプ１の明るさを運転者が調節するための指示入力部（例えば、レバー、つまみ、ボタン）から出力される指示信号である。
【０１２２】
また、異常検出部３３は、電流値算出部３１から受信した電流値および速度検出装置４１から受信した車速信号に基づいて電流値算出部３１に異常がないかどうかを判定し、電流値算出部３１に異常があると判定した場合に、異常検出部３３は、所定の電流値を電源回路制御部３２に送信する構成としてもよい。
【０１２３】
この場合、異常検出部３３は、電流値算出部３１から受信した電流値と、速度検出装置４１から受信した車速信号とを比較し、乗用車１００の車速が増加しているにも関わらず電流値算出部３１が算出した電流値が上昇しない場合に、電流値算出部３１に異常があると判定する。異常検出部３３は、異常があると判定した場合は、所定の電流値を電源回路制御部３２に送信する。また、速度検出装置４１から受信した車速信号がゼロでないにも関わらず電流算出部３１が算出した電流値がゼロである場合にも、所定の電流値を電源回路制御部３２に送信する。
【０１２４】
〔実施の形態２〕
本発明の他の実施形態について図７〜図１０に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、実施の形態１と同様の部材に関しては、同じ符号を付し、その説明を省略する。
【０１２５】
本実施形態では、自動車用のすれ違い用前照灯（ロービーム）の配光特性基準を満たすヘッドランプ２０を備えたヘッドランプ制御システム２００を例に挙げて説明する。ヘッドランプ２０がヘッドランプ１に換わって備えられている以外は、同様の構成がヘッドランプ制御システム２００に備えられている。
【０１２６】
（ヘッドランプ２０の構成）
図７は、プロジェクタ型のすれ違い前照灯（ロービーム）であるヘッドランプ２０の構成を示す断面図である。図７に示すように、ヘッドランプ２０は、半導体レーザ２、非球面レンズ３、光ファイバー（導光部）４０、フェルール８、発光部５０、反射鏡６０、透明板７、ハウジング９、エクステンション１０、レンズ１１、遮光板１２、凸レンズ１３およびレンズホルダ１４を備えている。半導体レーザ２、光ファイバー４０、フェルール８および発光部５０によって発光装置の基本構造が形成されている。
【０１２７】
なお、ヘッドランプ２０は、プロジェクタ型のヘッドランプであるため、凸レンズ１３を備えている。その他のタイプのヘッドランプ（例えば、セミシールドビームヘッドランプ）に本発明を適用してもよく、その場合には凸レンズ１３を省略できる。
【０１２８】
半導体レーザ２のそれぞれからレーザ光が発振される。励起光源として複数の半導体レーザ２を用いる必要は必ずしもなく、半導体レーザ２を１つのみ用いてもよい。しかし、高出力のレーザ光を得るためには、複数の半導体レーザ２を用いることが好ましい。
【０１２９】
光ファイバー４０は、半導体レーザ２が発振したレーザ光を発光部５０へと導く導光部材であり、複数の光ファイバーの束である。この光ファイバー４０は、上記レーザ光を受け取る複数の入射端部４０ｂと、入射端部４０ｂから入射したレーザ光を出射する複数の出射端部４０ａとを有している。複数の出射端部４０ａは、発光部５０のレーザ光照射面（受光面）５０ａ（図８参照）における互いに異なる領域に対してレーザ光を出射する。換言すれば、複数の出射端部４０ａは、発光部５０の互いに異なる部分に対してレーザ光を出射する。出射端部４０ａは、レーザ光照射面５０ａに接触していてもよいし、僅かに間隔を置いて配置されてもよい。
【０１３０】
光ファイバー４０は、中芯のコアを、当該コアよりも屈折率の低いクラッドで覆った２層構造をしている。コアは、レーザ光の吸収損失がほとんどない石英ガラス（酸化ケイ素）を主成分とするものであり、クラッドは、コアよりも屈折率の低い石英ガラスまたは合成樹脂材料を主成分とするものである。例えば、光ファイバー４０は、コアの径が２００μｍ、クラッドの径が２４０μｍ、開口数ＮＡが０．２２の石英製のものであるが、光ファイバー４０の構造、太さおよび材質は上述のものに限定されず、光ファイバー４０の長軸方向に対して垂直な断面は矩形であってもよい。
【０１３１】
なお、導光部材として光ファイバー以外の部材、または光ファイバーと他の部材とを組み合わせたものを用いてもよい。この導光部材は、半導体レーザ２が発振したレーザ光を受け取る少なくとも１つの入射端部と当該入射端部から入射したレーザ光を出射する複数の出射端部とを有するものであればよい。
【０１３２】
発光部５０は、発光部５と同様の組成のものであり、反射鏡６０の第１焦点の近傍に配置され、図７に示すように、透明板７の内側（出射端部４０ａが位置する側）の面において、出射端部４０ａと対向する位置に固定されている。発光部５０の位置の固定方法は、この方法に限定されず、反射鏡６０から延出する棒状または筒状の部材によって発光部５０の位置を固定してもよい。
【０１３３】
反射鏡６０は、楕円形状である以外は反射鏡６と同じ構造を有するものである。反射鏡６０には、第１焦点と第２焦点とが存在し、第２焦点は、第１焦点よりも反射鏡６０の開口部に近い位置に存在している。後述する凸レンズ１３は、その焦点が第２焦点の近傍に位置するように配置されており、反射鏡６０によって第２焦点に収束された光を前方に投射する。
【０１３４】
ハウジング９は、ヘッドランプ２０の本体を形成しており、反射鏡６０等を収納している。光ファイバー４０は、このハウジング９を貫いており、半導体レーザ２は、ハウジング９の外部に設置される。半導体レーザ２は、レーザ光の発振時に発熱するが、ハウジング９の外部に設置することにより半導体レーザ２を効率良く冷却することが可能となる。また、半導体レーザ２は、故障する可能性があるため、交換しやすい位置に設置することが好ましい。これらの点を考慮しなければ、半導体レーザ２をハウジング９の内部に収納してもよい。
【０１３５】
エクステンション１０は、反射鏡６０の前方の側部に設けられており、ヘッドランプ２０の内部構造を隠して見栄えを良くするとともに、反射鏡６０と車体との一体感を高めている。このエクステンション１０も反射鏡６０と同様に金属薄膜がその表面に形成された部材である。
【０１３６】
凸レンズ１３は、ハウジング９の開口部に設けられており、ヘッドランプ２０を密封している。またこの凸レンズ１３は、レンズホルダ１４によって保持され、反射鏡６０に対する相対位置が規定されている。発光部５０が発した光は、凸レンズ１３を通ってヘッドランプ２０の前方へ出射される。
【０１３７】
図８は、凸レンズ１３、遮光板１２および発光部５０の位置関係を示す斜視図である。凸レンズ１３は、発光部５０から出射された光を集光し、集光した光をヘッドランプ２０の前方へ投影する。凸レンズ１３の焦点は、反射鏡６０の第２焦点の近傍であり、その光軸は、発光部５０が有する発光面５０ｂのほぼ中央に位置している。この凸レンズ１３は、レンズホルダ１４によって保持され、反射鏡６０に対する相対位置が規定されている。
【０１３８】
遮光板１２は、発光部５０から出射される光の一部および反射鏡６０に反射した光の一部を遮ることにより、当該光が到達する領域を制限する。換言すれば、遮光板１２は、発光部５０から出射される光の投影像の一部の形状を規定する。この遮光板１２は、反射鏡６０の第２焦点の近傍に配置される。
【０１３９】
ここで、遮光板１２を設ける意義について説明する。後述するように発光部５０は、配光特性基準が規定する明領域を効率良く照らすことができる形状を有している。発光部５０の大きさが無限に小さく、その発光部５０が凸レンズ１３の光軸に位置していれば、発光部５０の発光面５０ｂから出射された光の投影像は、発光面５０ｂの形状と一致する。しかし、発光部５０は大きさを有しているため、凸レンズ１３の光軸から離れた部分に関しては、その投影像がぼやけてしまう。その結果、発光部５０から出射した光の一部が、上記明領域外の領域に照射されてしまう可能性がある。また、発光部５０からの光が反射鏡６０に反射することによって生じる反射光の一部は、発光部５０の形状にかかわらず、明領域以外の領域に照射されてしまう可能性がある。これらの理由により、遮光板１２を設けることが好ましい。遮光板１２と発光部５０との位置関係の詳細については、後述する。
【０１４０】
（ヘッドランプ２０に要求される配光特性）
次に、図９を参照しながら、自動車用のすれ違い用前照灯に要求される配光特性について説明する。
【０１４１】
図９（ａ）は、自動車用のすれ違い用前照灯に要求される配光特性を示す図である（道路運送車両の保安基準の細目を定める告示〔２００８.１０．１５〕別添５１（前照灯の装置形式指定基準）より抜粋）。この図は、自動車の前方２５ｍの位置に垂直に設置したスクリーンにすれ違い用前照灯からの光を照射した場合の、上記スクリーンに投影される光の像を示している。
【０１４２】
図９（ａ）において、ゾーンＩとは、水平方向の基準直線である直線ｈｈの下方７５０ｍｍに位置する水平直線より下方の領域である。このゾーンＩの任意の点では、０．８６Ｄ−１．７２Ｌの点における実測値の２倍以下の照度であることが求められる。
【０１４３】
ゾーンＩＩＩとは、白抜きの領域（明領域と称する）よりも上方の領域である。このゾーンＩＩＩの任意の点では０．８５ｌｘ（ルクス）以下あることが求められている。つまり、このゾーンＩＩＩは、光線が他の交通の妨げとならないように、所定の照度以下に照度を抑えることが求められている領域（暗領域）である。このゾーンＩＩＩと明領域との境界線は、直線ｈｈに対して１５度の角度をなす直線２１、および直線ｈｈに対して４５度の角度をなす直線２２を含んでいる。
【０１４４】
ゾーンＩＶとは、直線ｈｈの下方３７５ｍｍに位置する水平直線、直線ｈｈの下方７５０ｍｍに位置する水平直線および垂直方向の基準直線である直線ＶＶの左右２２５０ｍｍに位置する２本の鉛直直線の計４直線で囲まれる領域である。このゾーンＩＶの任意の点では３ｌｘ以上の照度であることが求められる。つまりゾーンＩＶは、ゾーンＩとゾーンＩＩＩとの間の領域である明領域のうちの、より明るい領域である。
【０１４５】
図９（ｂ）は、すれ違い用前照灯の配光特性基準に規定された照度を示す図である。同図に示すように、点０．６Ｄ−１．３Ｌおよび点０．８６Ｄ−１．７２Ｌの２点においては、周囲よりも高い照度が要求される。これら２点は自車の真正面付近に相当し、これら２点では夜間でも進行方向にある障害物等を確認できることが求められている。
【０１４６】
（発光部５０の形状）
図１０（ａ）は、発光部５０の形状を示す斜視図であり、図１０（ｂ）は、発光部５０のレーザ光照射面５０ａに対する出射端部４０ａの配置パターンを示す図である。
【０１４７】
発光部５０は、図１０（ａ）に示すように、例えば、３ｍｍ×１ｍｍ×１ｍｍの直方体の一部を削ったものである。レーザ光照射面５０ａは、平面である必要は必ずしもなく、曲面であってもよい。ただし、レーザ光の反射を抑えるためには、レーザ光照射面５０ａは、レーザ光の光軸に対して垂直な平面であることが好ましい。
【０１４８】
発光部５０は、レーザ光照射面５０ａとは反対側に位置する発光面５０ｂを備えている。この発光面５０ｂの外縁の一部は、図９（ａ）に示した暗領域（ゾーンＩＩＩ）の形状に対応した切り欠き形状を有している。
【０１４９】
より詳細には、図１０（ａ）および図８に示すように、発光面５０ｂの外縁は、その長軸と１５度の角度をなす斜辺５０１および上記長軸と４５度の角度をなす斜辺５０２を有している。斜辺５０１は、図９（ａ）に示す直線２１に対応しており、斜辺５０２は、直線２２に対応している。このように、発光面５０ｂの外縁の形状は、暗領域の形状に対応した２つの斜辺５０１および５０２を有しており、これら２つの斜辺５０１・５０２は、発光面５０ｂの長軸方向に対して互いに異なる角度をなしている。
【０１５０】
別の観点から表現すれば、図８に示すように、発光面５０ｂは、その長軸方向における第１端部５０３と、長軸方向において第１端部５０３とは反対側に位置する第２端部５０４とを有している。そして、第１端部５０３の、上記長軸方向に対して垂直な短軸方向における幅は、第２端部５０４の上記短軸方向における幅よりも広い。
【０１５１】
発光面５０ｂをこのような形状にすることにより、配光特性基準が規定する明領域の形状に対応した光線束を出射することができる。換言すれば、暗領域を照らす光線束を発光部５０から出射しないようにすることができる。それゆえ、従来の構成よりも光の利用効率を高めることができる。
【０１５２】
（発光部５０の成形方法）
発光部５０を上述の形状とするために、直方体である発光部５０を物理的または化学的に削り、暗領域の形状に対応する切り欠き部を形成してもよい。また、発光部５０の形状を規定する鋳型（金型）に、蛍光体を含む樹脂を流し込んで発光部５０を成形してもよい。
【０１５３】
（発光部５０と遮光板１２との位置関係の詳細）
次に、発光部５０と遮光板１２の位置関係について、さらに詳細に図８を参照しつつ説明する。同図に示すように、発光部５０、遮光板１２および凸レンズ１３は、この順番で並んでおり、発光部５０の発光面５０ｂは、凸レンズ１３と対向している。発光面５０ｂから出射した光は、遮光板１２によりその一部が遮られた後、凸レンズ１３に到達する。光が凸レンズ１３を通過すると当該光の像の上下左右が逆転するため、発光面５０ｂから出射され、凸レンズ１３を通過した光は、図９（ａ）に示した像に対応する形状の投影像を形成する。
【０１５４】
遮光板１２の、発光部５０と対向する面の外縁は、発光面５０ｂの斜辺５０１に対応する斜辺８１、および発光面５０ｂの斜辺５０２に対応する斜辺８２を有している。発光面５０ｂは、凸レンズ１３の光軸に対してほぼ垂直に配置されており、遮光板１２の最も広い面は、発光面５０ｂに対して平行に配置されている。そして、凸レンズ１３の光軸方向から見た場合に、斜辺５０１と斜辺８１と、および斜辺５０２と斜辺８２とが僅かに重なるか、または隣接するように発光部５０と遮光板１２とが配置されている。
【０１５５】
この構成により、発光面５０ｂから出射される光線束の一部を遮光板１２で遮ることにより、当該光線束によって形成される投影像を、配光特性基準が規定する明領域の形状により確実に近づけることができる。
【０１５６】
（出射端部４０ａの配置様式）
図１０（ｂ）は、光ファイバー４０の複数の出射端部４０ａを、発光部５０のレーザ光照射面５０ａに対して配置するパターンの一例を示す図である。同図では、出射端部４０ａがレーザ光照射面５０ａに接触している（または対向している）位置を円で示している。複数の出射端部４０ａは、レーザ光照射面５０ａに対して所定のパターンで配列されている。例えば、複数の出射端部４０ａをレーザ光照射面５０ａの全面にわたってほぼ均等に配置することにより、発光部５０を効率良く励起することができる。
【０１５７】
また、レーザ光照射面５０ａの特定の部分（例えば、中央部）のみ出射端部４０ａを密に配置してもよい。すなわち、レーザ光照射面５０ａに対して配置された複数の出射端部４０ａの密度は、レーザ光照射面５０ａにおいて偏っていてもよい。この構成により、出射端部４０ａの密度が高い部分が他の部分よりも強く光るため、図９（ｂ）を用いて説明した、点０．６Ｄ−１．３Ｌおよび点０．８６Ｄ−１．７２Ｌにおける照度を高めることができる。
【０１５８】
（電流値算出部３１における電流値の算出）
本実施形態における電流値の算出方法は、実施形態１と基本的に同一である。すれ違い用前照灯について定められた配光特性基準は、走行用前照灯の配光特性基準に比べて複雑であり、図９（ａ）および（ｂ）に示すように、必要とされる照度の下限値または上限値のみ設定されている配光ポイントと上限値・下限値とも設定されている配光ポイントとが存在する。例えば、点０．６Ｄ−１．３Ｌおよび点０．５７Ｄ−３．４３Ｒ等は、下限値または上限値のみ設定されているが、０．５Ｕ−１．５Ｒおよび点０．８６Ｄ−３．５Ｒ等は、上限値・下限値とも設定されている。
【０１５９】
本実施形態においては、乗用車１００の車速がゼロのとき、徐行速度のとき、および後退時には、法的に定められた複数の配光ポイントにおける下限値のうちの最も低い下限値を下回らない照度が得られる電流値を電流値の下限値として設定し、法的に定められた複数の配光ポイントにおける上限値のうちの最も高い上限値を超えない照度が得られる電流値を電流値の上限値として設定する。
【０１６０】
本実施形態においては、光束４００〜９００ｌｍの範囲で明るさを調整することによって、各配光ポイントの下限値・上限値それぞれを満足するようなロービームランプを実現できた。図４を参照すると、上記光束を得るためには、電源電流として２Ａ〜２．５Ａの間を変化させればよいことが分かる。なお、ロービームランプにおいては、要求される配光パターンが複雑なため、反射鏡の面積と発光部の面積とから単純に必要な輝度・光束を算出できないため、実験により好ましい光束の範囲を決定した。
【０１６１】
例えば、電流値算出部３１は、乗用車１００の停止時、後退時、および車速が徐行速度（２０ｋｍ／ｈ以下）であるときは、半導体レーザ２の電流値として２Ａを設定し、２０ｋｍ／ｈ以上のときは車速の上昇に対して直線的に電流値を増加させ、車速が８０ｋｍ／ｈ以上となった場合は２．５Ａを設定する。
【０１６２】
（その他の変更例）
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【０１６３】
例えば、光源用電源回路４３を制御装置３０に組み込んでもよいし、制御装置３０および光源用電源回路４３をヘッドランプ１に組み込んで一体としてもよい。
【０１６４】
また、上述した制御装置３０は、ハードウェアロジックによって構成してもよいし、次のようにＣＰＵを用いてソフトウェアによって実現してもよい。
【０１６５】
すなわち、制御装置３０は、各機能を実現する制御プログラムの命令を実行するＣＰＵ（central processing unit）、上記プログラムを格納したＲＯＭ（read only memory）、上記プログラムを展開するＲＡＭ（random access memory）、上記プログラムおよび各種データを格納するメモリ等の記憶装置（記録媒体）などを備えている。そして、本発明の目的は、上述した機能を実現するソフトウェアである制御装置３０の制御プログラムのプログラムコード（実行形式プログラム、中間コードプログラム、ソースプログラム）をコンピュータで読み取り可能に記録した記録媒体を、上記制御装置３０に供給し、そのコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）が記録媒体に記録されているプログラムコードを読み出し実行することによっても、達成可能である。
【０１６６】
上記記録媒体としては、例えば、磁気テープやカセットテープ等のテープ系、フロッピー（登録商標）ディスク／ハードディスク等の磁気ディスクやＣＤ−ＲＯＭ／ＭＯ／ＭＤ／ＤＶＤ／ＣＤ−Ｒ等の光ディスクを含むディスク系、ＩＣカード（メモリカードを含む）／光カード等のカード系、あるいはマスクＲＯＭ／ＥＰＲＯＭ／ＥＥＰＲＯＭ／フラッシュＲＯＭ等の半導体メモリ系などを用いることができる。
【０１６７】
また、制御装置３０を通信ネットワークと接続可能に構成し、上記プログラムコードを通信ネットワークを介して供給してもよい。この通信ネットワークとしては、特に限定されず、例えば、インターネット、イントラネット、エキストラネット、ＬＡＮ、ＩＳＤＮ、ＶＡＮ、ＣＡＴＶ通信網、仮想専用網（virtual private network）、電話回線網、移動体通信網、衛星通信網等が利用可能である。また、通信ネットワークを構成する伝送媒体としては、特に限定されず、例えば、ＩＥＥＥ１３９４、ＵＳＢ、電力線搬送、ケーブルＴＶ回線、電話線、ＡＤＳＬ回線等の有線でも、ＩｒＤＡやリモコンのような赤外線、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、８０２．１１無線、ＨＤＲ（high data rate）、携帯電話網、衛星回線、地上波デジタル網等の無線でも利用可能である。なお、本発明は、上記プログラムコードが電子的な伝送で具現化された、搬送波に埋め込まれたコンピュータデータ信号の形態でも実現され得る。
【産業上の利用可能性】
【０１６８】
本発明は、長寿命で消費電力の低い車両用前照灯（ハイビームおよびロービーム）として利用することができる。
【符号の説明】
【０１６９】
１  ヘッドランプ（車両用前照灯）
２  半導体レーザ（励起光源）
５  発光部
２０  ヘッドランプ（車両用前照灯）
３０  制御装置
３１  電流値算出部（制御手段）
３２  電源回路制御部（制御手段）
３３  異常検出部（異常検出手段）
４１  速度検出装置
５０  発光部
１００  乗用車（車両）
２００  ヘッドランプ制御システム
【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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