(57)【要約】【課題】１つの配光部が故障した場合でも、定められた所定の領域に投光することができ、かつ、全体として小型化が可能な投光装置を実現する。【解決手段】投光装置１の複数の照明ユニット２ａ〜２ｅは、所定の領域を分割して投光し、複数の照明ユニット２ａ〜２ｅのうちの１つの照明ユニットからの配光による投光領域であり、かつ上記所定の領域である領域は、他のいずれかの照明ユニットからの配光による投光領域と重なっている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の領域を投光する投光装置であって、
複数の照射部と、
各照射部に対応して設けられる複数の配光部とを備え、
各配光部は、対応する上記照射部から照射される光を所定の方向に配光するものであり、
上記複数の配光部は、上記所定の領域を分割して投光し、
上記複数の配光部のうちの第１配光部からの配光による投光領域であり、かつ上記所定の領域である領域は、他のいずれかの配光部からの配光による投光領域と重なっていることを特徴とする投光装置。
【請求項２】
上記複数の配光部は、上記第１配光部を複数含むことを特徴とする請求項１に記載の投光装置。
【請求項３】
上記第１配光部からの配光による上記投光領域の中心位置は、上記他の配光部からの配光による投光領域に含まれることを特徴とする請求項１または２に記載の投光装置。
【請求項４】
上記所定の領域は、上記複数の配光部のうちの上記第１配光部を除いた他の複数の配光部からの配光によるいずれかの投光領域に含まれることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の投光装置。
【請求項５】
上記所定の領域は、上記複数の配光部によって横方向および／または縦方向に分割されて投光されることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の投光装置。
【請求項６】
所定の領域を投光する投光装置であって、
複数の照射部と、
各照射部に対応して設けられ、それぞれが対応する上記照射部から照射される光を所定の方向に配光する複数の配光部と、
上記複数の配光部のうちの第１配光部からの配光による投光領域を変更可能にする投光変更部とを備え、
上記複数の配光部のうちの第２配光部からの配光が正常に行われている場合、上記第１配光部および上記第２配光部を含む上記複数の配光部は、上記所定の領域を分割して投光するものであり、
上記複数の配光部のうちの第２配光部からの配光が正常に行われていない場合、上記投光変更部によって上記第１配光部の投光領域を変更することにより、上記第２配光部の投光領域の少なくとも一部が投光されることを特徴とする投光装置。
【請求項７】
上記第２配光部からの配光が正常に行われているか否かを検出する検出部を備え、
上記検出部が、上記第２配光部からの配光が正常に行われていないことを検出した場合、上記投光変更部は、上記第２配光部の投光領域の少なくとも一部が投光されるように上記第１配光部の投光領域を変更することを特徴とする請求項６に記載の投光装置。
【請求項８】
上記投光変更部は、上記第１配光部を回転または移動させることにより上記投光領域を変更することを特徴とする請求項６または７に記載の投光装置。
【請求項９】
光を出射する光出射部を備え、
上記照射部は、上記光出射部から出射された光を受けて、上記配光部に光を照射するものであり、
上記投光変更部は、上記光出射部から上記第１配光部に対応する上記照射部への光の照射位置を変更することにより、上記第１配光部の上記投光領域を変更することを特徴とする請求項６から８のいずれか１項に記載の投光装置。
【請求項１０】
光を出射する光出射部を備え、
上記照射部は、上記光出射部から出射された光を受けて、上記配光部に光を照射するものであり、
上記投光変更部は、上記第１配光部に対応する上記照射部における上記光出射部からの光の照射範囲を拡大することにより、上記第１配光部の上記投光領域を変更することを特徴とする請求項６から９のいずれか１項に記載の投光装置。
【請求項１１】
上記第１配光部は、上記第２配光部に隣り合うように配置されており、
上記第２配光部からの配光が正常に行われていない場合、上記投光変更部は、上記第２配光部に隣り合う１つまたは複数の上記配光部の投光領域を変更することにより、上記第２配光部の投光領域の少なくとも一部が投光されることを特徴とする請求項６から１０のいずれか１項に記載の投光装置。
【請求項１２】
所定の領域を投光する投光装置であって、
複数の照射部と、
各照射部に対応して設けられ、それぞれが対応する上記照射部から照射される光を所定の方向に配光する複数の配光部と、
上記複数の配光部のうちの第１配光部を除く他の複数の配光部の配光が正常に行われているか否かを検出する検出部とを備え、
上記第１配光部を除く上記他の複数の配光部の配光が正常に行われている場合、上記第１配光部は投光せず、上記他の複数の配光部は、上記所定の領域を分割して投光し、
上記検出部が上記他の複数の配光部のうちのいずれかの配光部からの配光が正常に行われていないことを検出した場合、上記第１配光部は、配光が正常に行われていない該配光部の投光領域の少なくとも一部を投光することを特徴とする投光装置。
【請求項１３】
励起光を出射する光出射部を備え、
上記照射部は、上記光出射部から出射された励起光により発光するものであることを特徴とする請求項１から８、および１２のいずれか１項に記載の投光装置。
【請求項１４】
上記光出射部は、レーザを出射し、
上記照射部は、上記レーザによって励起され発光することを特徴とする請求項９、１０、および１３のいずれか１項に記載の投光装置。
【請求項１５】
光を出射する光出射部を備え、
上記照射部は、上記光出射部から出射された光を散乱するものであることを特徴とする請求項１から８、および１２のいずれか１項に記載の投光装置。
【請求項１６】
上記光出射部は、レーザを出射し、
上記照射部は、上記レーザを散乱することを特徴とする請求項９、１０、および１５のいずれか１項に記載の投光装置。
【請求項１７】
請求項１から１６のいずれか１項に記載の投光装置を備える車両用前照灯であって、
上記所定の領域には、車両の前照灯用の配光特性基準が定められており、
上記投光装置は、上記配光特性基準を満たすように上記所定の領域を投光す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、複数の照明ユニットを備える投光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車などのヘッドランプ（車両用前照灯）には、ハロゲンランプが多く使用されていたが、近年、フィラメントの無いＨＩＤランプ（メタルハライドランプ）を使用したヘッドランプが増加している。
【０００３】
一般にヘッドランプは、上端縁にカットオフラインを有するロービーム用配光パターンを形成し得る構成となっており、これにより対向車のドライバなどにグレアを与えないようにしつつ、ドライバの前方視認性を確保することができるように構成されている。
【０００４】
最近では、消費電力が少ない発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）を使用したヘッドランプの開発が盛ん行われている。白色ＬＥＤを用いて車両用ヘッドランプを実現する技術の例としては、特許文献１に開示された車両用ヘッドランプがある。
【０００５】
自動車用ヘッドランプには、自動車が夜間でも安全に走行できるように、自車から所定の距離にある障害物を確認できる等の、保安基準を満たすことが要求される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−２３１１７９号公報（２００４年８月１９日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
例えば、車両用の前照灯は、所定の配光特性基準を満たす必要がある。車両用のすれ違い用前照灯の配光特性基準は、例えば車両から所定の距離離れた平面上における投光されるべき所定の領域を規定している。上記特許文献１の構成では、すれ違い用ヘッドランプが故障した場合、走行用ヘッドランプを代用する。しかしながら、故障したすれ違い用ヘッドランプの代わりに走行用ヘッドランプを使用すると、走行用前照灯として投光することができなくなる。また、特許文献１の構成は、１つのすれ違い用ヘッドランプで配光特性基準が定められた所定の領域を投光し、故障時にはその１つのすれ違い用ヘッドランプを１つの補助用（走行用）ヘッドランプで代用するものである。そのため、１つのすれ違い用ヘッドランプが投光する領域は大きいものとなり、リフレクタを含むすれ違い用ヘッドランプ自身も大きなものとなる。また、そのすれ違い用ヘッドランプを代用する補助用ヘッドランプも必然的にサイズが大きくなり、それらのヘッドランプを配置するために広い空間を必要とする。例えば、走行用ヘッドランプの機能を確保するために、補助用ヘッドランプを走行用ヘッドランプとは別に設けると、それらを配置するために広い空間を必要とする。そのため、デザインにも制限が加わる。
【０００８】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、１つの配光部が故障した場合でも、定められた所定の領域に投光することができ、かつ、全体として小型化が可能な投光装置を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の投光装置は、所定の領域を投光する投光装置であって、複数の照射部と、各照射部に対応して設けられる複数の配光部とを備え、各配光部は、対応する上記照射部から照射される光を所定の方向に配光するものであり、上記複数の配光部は、上記所定の領域を分割して投光し、上記複数の配光部のうちの第１配光部からの配光による投光領域であり、かつ上記所定の領域である領域は、他のいずれかの配光部からの配光による投光領域と重なっていることを特徴としている。
【００１０】
上記構成によれば、所定の領域は、複数の配光部によって分割して投光される。そのために、個々の配光部を小さくすることができ、かつ、位置毎に投光する光量を調整しやすくなり、効率的に所望の配光特性を得ることができる。また、第１配光部からの配光による投光領域であり、かつ上記所定の領域である領域は、他のいずれかの配光部からの配光による投光領域と重なっている。よって、故障等が発生し第１配光部からの配光が行われない場合であっても、上記所定の領域を投光することが可能であり、所望の投光領域を確保することができる。
【００１１】
また、上記複数の配光部は、上記第１配光部を複数含む構成であってもよい。
【００１２】
また、上記投光装置は、上記第１配光部からの配光による上記投光領域の中心位置が、上記他の配光部からの配光による投光領域に含まれる構成であってもよい。
【００１３】
また、上記投光装置は、上記所定の領域が、上記複数の配光部のうちの上記第１配光部を除いた他の複数の配光部からの配光によるいずれかの投光領域に含まれる構成であってもよい。
【００１４】
また、上記投光装置は、上記所定の領域が、上記複数の配光部によって横方向および／または縦方向に分割されて投光される構成であってもよい。
【００１５】
本発明の投光装置は、所定の領域を投光する投光装置であって、複数の照射部と、各照射部に対応して設けられ、それぞれが対応する上記照射部から照射される光を所定の方向に配光する複数の配光部と、上記複数の配光部のうちの第１配光部からの配光による投光領域を変更可能にする投光変更部とを備え、上記複数の配光部のうちの第２配光部からの配光が正常に行われている場合、上記第１配光部および上記第２配光部を含む上記複数の配光部は、上記所定の領域を分割して投光するものであり、上記複数の配光部のうちの第２配光部からの配光が正常に行われていない場合、上記投光変更部によって上記第１配光部の投光領域を変更することにより、上記第２配光部の投光領域の少なくとも一部が投光されることを特徴としている。
【００１６】
上記構成によれば、所定の領域は、複数の配光部によって分割して投光される。そのために、個々の配光部を小さくすることができ、位置毎に投光する光量を調整しやすくなり、効率的に所望の配光特性を得ることができる。また、投光変更部により、第１配光部からの配光による投光領域を変更することができる。よって、故障等が発生し第２配光部からの配光が正常に行われていない場合であっても、第１配光部の投光領域を変更し、第２配光部の投光領域への配光を補って上記所定の領域を投光することが可能であり、所望の投光領域を確保することができる。
【００１７】
また、上記投光装置は、上記第２配光部からの配光が正常に行われているか否かを検出する検出部を備え、上記検出部が、上記第２配光部からの配光が正常に行われていないことを検出した場合、上記投光変更部は、上記第２配光部の投光領域の少なくとも一部が投光されるように上記第１配光部の投光領域を変更する構成であってもよい。
【００１８】
また、上記投光変更部は、上記第１配光部を回転または移動させることにより上記投光領域を変更する構成であってもよい。
【００１９】
また、上記投光装置は、光を出射する光出射部を備え、上記照射部は、上記光出射部から出射された光を受けて、上記配光部に光を照射するものであり、上記投光変更部は、上記光出射部から上記第１配光部に対応する上記照射部への光の照射位置を変更することにより、上記第１配光部の上記投光領域を変更する構成であってもよい。
【００２０】
また、上記投光装置は、光を出射する光出射部を備え、上記照射部は、上記光出射部から出射された光を受けて、上記配光部に光を照射するものであり、上記投光変更部は、上記第１配光部に対応する上記照射部における上記光出射部からの光の照射範囲を拡大することにより、上記第１配光部の上記投光領域を変更する構成であってもよい。
【００２１】
また、上記第１配光部は、上記第２配光部に隣り合うように配置されており、上記第２配光部からの配光が正常に行われていない場合、上記投光変更部は、上記第２配光部に隣り合う１つまたは複数の上記配光部の投光領域を変更することにより、上記第２配光部の投光領域の少なくとも一部が投光される構成であってもよい。
【００２２】
本発明の投光装置は、所定の領域を投光する投光装置であって、複数の照射部と、各照射部に対応して設けられ、それぞれが対応する上記照射部から照射される光を所定の方向に配光する複数の配光部と、上記複数の配光部のうちの第１配光部を除く他の複数の配光部の配光が正常に行われているか否かを検出する検出部とを備え、上記第１配光部を除く上記他の複数の配光部の配光が正常に行われている場合、上記第１配光部は投光せず、上記他の複数の配光部は、上記所定の領域を分割して投光し、上記検出部が上記他の複数の配光部のうちのいずれかの配光部からの配光が正常に行われていないことを検出した場合、上記第１配光部は、配光が正常に行われていない該配光部の投光領域の少なくとも一部を投光することを特徴としている。
【００２３】
上記構成によれば、所定の領域は、（第１配光部を除く）複数の配光部によって分割して投光される。そのために、個々の配光部を小さくすることができ、位置毎に投光する光量を調整しやすくなり、効率的に所望の配光特性を得ることができる。また、いずれかの配光部に異常があった場合、第１配光部が、異常である配光部の投光領域を投光する。そのため、例えば通常使用される第１配光部を除く複数の配光部または対応する照射部が故障した場合であっても、第１配光部が代わりに投光を行う。よって、所望の投光領域を確保することができる。
【００２４】
また、上記投光装置は、励起光を出射する光出射部を備え、上記照射部は、上記励起光出射部から出射された励起光により発光するものであってもよい。
【００２５】
また、上記光出射部は、レーザを出射し、上記照射部は、上記レーザによって励起され発光する構成であってもよい。
【００２６】
また、上記投光装置は、光を出射する光出射部を備え、上記照射部は、上記光出射部から出射された光を散乱するものであってもよい。
【００２７】
また、上記光出射部は、レーザを出射し、上記照射部は、上記レーザを散乱する構成であってもよい。
【００２８】
また、本発明の車両用前照灯は、上記投光装置を備え、上記所定の領域には、車両の前照灯用の配光特性基準が定められており、上記投光装置は、上記配光特性基準を満たすように上記所定の領域を投光する構成であってもよい。
【発明の効果】
【００２９】
本発明の投光装置は、所定の領域を投光する投光装置であって、複数の照射部と、各照射部に対応して設けられる複数の配光部とを備え、各配光部は、対応する上記照射部から照射される光を所定の方向に配光するものであり、上記複数の配光部は、上記所定の領域を分割して投光し、上記複数の配光部のうちの第１配光部からの配光による投光領域であり、かつ上記所定の領域である領域は、他のいずれかの配光部からの配光による投光領域と重なっていることを特徴としている。
【００３０】
そのため、個々の配光部を小さくすることができ、かつ、位置毎に投光する光量を調整しやすくなり、効率的に所望の配光特性を得ることができる。また、故障等が発生し第１配光部からの配光が行われない場合であっても、上記所定の領域を投光することが可能であり、所望の投光領域を確保することができる。
【００３１】
本発明の別の投光装置は、所定の領域を投光する投光装置であって、複数の照射部と、各照射部に対応して設けられ、それぞれが対応する上記照射部から照射される光を所定の方向に配光する複数の配光部と、上記複数の配光部のうちの第１配光部からの配光による投光領域を変更可能にする投光変更部とを備え、上記複数の配光部のうちの第２配光部からの配光が正常に行われている場合、上記第１配光部および上記第２配光部を含む上記複数の配光部は、上記所定の領域を分割して投光するものであり、上記複数の配光部のうちの第２配光部からの配光が正常に行われていない場合、上記投光変更部によって上記第１配光部の投光領域を変更することにより、上記第２配光部の投光領域の少なくとも一部が投光されることを特徴としている。
【００３２】
そのため、個々の配光部を小さくすることができ、位置毎に投光する光量を調整しやすくなり、効率的に所望の配光特性を得ることができる。また、故障等が発生し第２配光部からの配光が正常に行われていない場合であっても、第１配光部の投光領域を変更し、第２配光部の投光領域への配光を補って上記所定の領域を投光することが可能であり、所望の投光領域を確保することができる。
【００３３】
本発明のさらに別の投光装置は、所定の領域を投光する投光装置であって、複数の照射部と、各照射部に対応して設けられ、それぞれが対応する上記照射部から照射される光を所定の方向に配光する複数の配光部と、上記複数の配光部のうちの第１配光部を除く他の複数の配光部の配光が正常に行われているか否かを検出する検出部とを備え、上記第１配光部を除く上記他の複数の配光部の配光が正常に行われている場合、上記第１配光部は投光せず、上記他の複数の配光部は、上記所定の領域を分割して投光し、上記検出部が上記他の複数の配光部のうちのいずれかの配光部からの配光が正常に行われていないことを検出した場合、上記第１配光部は、配光が正常に行われていない該配光部の投光領域の少なくとも一部を投光することを特徴としている。
【００３４】
そのため、個々の配光部を小さくすることができ、位置毎に投光する光量を調整しやすくなり、効率的に所望の配光特性を得ることができる。また、例えば通常使用される第１配光部を除く複数の配光部または対応する照射部が故障した場合であっても、第１配光部が代わりに投光を行う。よって、所望の投光領域を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の一実施形態に係る投光装置の構成を示す平面図である。
【図２】基準平面において上記投光装置が投光する光の像の例を示す図である。
【図３】上記投光装置の照明ユニットの構成を概略的に示す断面図である。
【図４】一部の照明ユニットが故障した場合の、基準平面において上記投光装置が投光する光の像の例を示す図である。
【図５】照明ユニットの変形例の構成を概略的に示す断面図である。
【図６】本発明の他の実施形態に係る投光装置の構成を示す平面図である。
【図７】基準平面において上記投光装置が投光する光の像の例を示す図である。
【図８】上記投光装置の照明ユニットの構成を概略的に示す断面図である。
【図９】一部の照明ユニットが故障した場合における他の照明ユニットの配光方向を示す平面図である。
【図１０】一部の照明ユニットが故障した場合の、基準平面において上記投光装置が投光する光の像を示す図である。
【図１１】発光部上のレーザの照射位置を変更可能な照明ユニットの例を示す断面図である。
【図１２】投光領域を拡大することができる複数の照明ユニットを備える投光装置の構成を示す平面図である。
【図１３】本発明のさらに他の実施形態の投光装置の構成を示す平面図である。
【図１４】一部の照明ユニットが故障した場合における各照明ユニットの配光方向を示す平面図である。
【図１５】補助用の照明ユニットの構成を概略的に示す断面図である。
【図１６】変形例の照明ユニットの構成を概略的に示す断面図である。
【図１７】変形例の照明ユニットの構成を概略的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
［実施形態１］
本発明の実施の一形態について図面に基づいて説明すれば、以下のとおりである。ここでは、本発明の投光装置の一例として、自動車用の走行用前照灯である投光装置１を例に挙げて説明する。ただし、本発明の投光装置は、自動車用の走行用前照灯のみならず、すれ違い用前照灯として実現されてもよいし、自動車以外の車両のヘッドランプ（車両用前照灯）として実現されてもよい。さらに、その他の投光装置、例えば、車両以外の移動物体（例えば、人間・船舶・航空機・潜水艇・ロケット等）のヘッドランプとして実現されてもよいし、サーチライト、プロジェクタ、室内照明器具（ダウンライト、スタンドランプ等）として実現されてもよい。
【００３７】
図１は、本実施形態の投光装置１の構成を示す平面図である。投光装置１は、複数（ここでは５個）の照明ユニット２ａ〜２ｅを備える。本実施形態では、投光装置１は、走行用前照灯として自動車（図示せず）に搭載されるものである。図１において、各照明ユニット２ａ〜２ｅから配光される光の光軸（中心軸）を一点鎖線によって示す。また、各照明ユニット２ａ〜２ｅから配光される光の範囲（光線束が収まる立体角）を破線によって示す。ここでは、５個の照明ユニット２ａ〜２ｅが水平に配置されるように投光装置１は自動車に搭載される。図３を参照して、照明ユニット２ａの詳細な構成を説明する。なお照明ユニット２ａ〜２ｅは同様の構成を有する。
【００３８】
（照明ユニットの構成）
図３は、本実施形態の照明ユニット２ａの構成を概略的に示す断面図である。照明ユニット２ａは、レーザ素子（励起光出射部）３、集光レンズ４、発光部（照射部）５、およびリフレクタ（配光部）６を備える。
【００３９】
レーザ素子３は、レーザ光を出射する半導体レーザ素子である。レーザ素子３から出射されたレーザ光は、発光部５を励起する励起光として作用する。レーザ素子３は、１つの照明ユニットに対して複数設けられていてもよい。この場合、複数のレーザ素子３のそれぞれから励起光としてのレーザ光が発振される。１つの照明ユニットにおいてレーザ素子３を１つのみ用いてもよいが、複数のレーザ素子３を用いると容易に高出力のレーザ光を得ることができる。また、例えば複数の照明ユニット２ａ〜２ｅが共通のレーザ素子を利用してもよい。この場合、共通のレーザ素子から出射されたレーザ光を分割し、各照明ユニット２ａ〜２ｅに分配すればよい。
【００４０】
レーザ素子３は、１チップに１つの発光点を有するものであってもよく、１チップに複数の発光点を有するものであってもよい。レーザ素子３のレーザ光の波長は、ここでは、４０５ｎｍ（青紫色）であるが、これらに限定されず、発光部５が含む蛍光体の種類に応じて適宜選択することができる。
【００４１】
なお、励起光出射部として、レーザ素子の代わりに、発光ダイオード（ＬＥＤ）を用いることもできる。なお、励起光出射部から出射する励起光源により励起された発光部の輝度（ｃｄ／ｍ２）が高くなる程、投光装置全体の大きさを小さくすることが可能となる。その為、発光ダイオード（ＬＥＤ）よりも高輝度であるレーザ素子を励起光出射部として用いる方が、発光部の輝度が高輝度となる為、好ましい。
【００４２】
集光レンズ４は、レーザ素子３から出射されたレーザ光を、発光部５上に集光するためのレンズである。ここでは、集光レンズ４は、１つのレンズからなるが、集光レンズ４は、複数のレンズから構成されていてもよい。集光されたレーザ光のスポットは、発光部５の表面の一部に収まるように集光レンズ４によって集光される。レーザ光のスポットを発光部５の表面の中央付近に収めることにより、発光部５からの発光は、発光部５の表面からリフレクタ６の頂点側に出射される。
【００４３】
発光部５は、レーザ光を励起光として吸収し発光する蛍光体を含む。発光部５は、封止樹脂に蛍光体の粉末を混合したものをベースとなる金属部材に塗布することにより製作される。具体的には、白色で発光するように、発光部５は、ＲＧＢの３種類の蛍光体を含む。例えば赤色蛍光体は、ＣａＡｌＳｉＮ３：Ｅｕであり、緑色蛍光体は、β−ＳｉＡｌＯＮ：Ｅｕであり、青色蛍光体は（ＢａＳｒ）ＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕである。なお、自動車の前照灯は、照明光が所定の範囲の色度を有する白色であることが規定により定められている。そのため、発光部５には、発光が白色となるように選択された蛍光体が含まれている。
【００４４】
発光部５は、金属からなる支柱７の一端に固定されて、断面が放物線形状であるリフレクタ６のほぼ焦点の位置に配置されている。このため、発光部５からリフレクタ６に照射される光は、リフレクタ６の反射曲面によって反射されることで、その光路が制御される。支柱７の他端はリフレクタを貫通し、図示しない部材に固定されている。レーザ光によって発熱する発光部５の熱は、金属の支柱７に伝わって効率よく排熱される。なお、発光部５を焦点位置からずれた位置に配置することで、意図的に照明ユニット２ａの照射範囲を広げることもできる。
【００４５】
なお、発光部５は、樹脂等の封止剤に蛍光体が分散されているもの、または蛍光体を固めたものであってもよい。発光部５の封止材は、例えば、ガラス材（無機ガラス、有機無機ハイブリッドガラス）、シリコーン樹脂等の樹脂材料を用いてもよい。ガラス材として低融点ガラスを用いてもよい。封止材は、透明性の高いものが好ましく、レーザ光が高出力の場合には、耐熱性の高いものが好ましい。
【００４６】
さらに、発光部５の蛍光体は上記のものに限定されず、例えば、酸窒化物系蛍光体、窒化物蛍光体またはＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体ナノ粒子蛍光体を用いることができる。また、自動車用の前照灯ではない投光装置に用いるのであれば、発光部５からの発光色も白色に限定されず、青色、赤色など白色以外の発光色としてもよい。
【００４７】
また、支柱７は金属に限定されず、熱伝導率の良い材料、例えばサファイア等を用いてもよく、透明な材料を用いれば、リフレクタ６により制御された光を遮ることがなく光を有効に利用することができる。
【００４８】
また、高輝度の発光ダイオード等の光源を、発光部として用いてもよい。この場合は、励起光を出射するレーザ素子３および集光レンズ４は不要となる。
【００４９】
リフレクタ６は、発光部５が発光させた光を反射し、所定の方向に配光する。リフレクタ６によって配光された光は、所定の立体角内を進む光線束（照明光）を形成する。このリフレクタ６は、例えば、反射材として金属薄膜がその内側面に形成された樹脂等の部材であってもよいし、金属製の部材であってもよい。
【００５０】
リフレクタ６の反射面（内側面）は、放物線の対称軸を回転軸として当該放物線を回転させることによって得られる曲面（放物曲面）の少なくとも一部を含む。ここでは、リフレクタ６の開口部６ａ（照明光の出口）は、円形である。ほぼ焦点の位置に配置された発光部５からの光は、放物曲面の反射面を有するリフレクタ６によって、平行に近い光線束を形成して開口部６ａから前方に配光される。これによって、発光部５からの光を狭い立体角内に効率的に配光させることができ、その結果、発光の利用効率を高めることができる。
【００５１】
ここで、発光部５は、リフレクタ６の開口部６ａより内側（リフレクタ６の反射面の頂点側）に配置されている。このようにすることにより、発光部５から発光（蛍光）により出射された光は、必ずリフレクタ６に反射されてから開口部６ａから照明ユニット２ａの外部に出射される。すなわち、外部から直接発光部５における発光点を見ることができないので、外部から照明ユニット２ａを見た時に一点だけが明るいことに起因する幻惑の発生を防止することができ、また、発光点を直接見ることに対して安全性に不安のあるレーザ光を励起光とした場合においても、本構成を用いることで安全性の高い構成を提供できる。
【００５２】
また、レーザ素子３および集光レンズ４は、リフレクタ６の外部に配置されており、リフレクタ６には、レーザ光を透過または通過させる窓部６ｂが設けられている。この窓部６ｂは、貫通孔であってもよく、あるいは、レーザ光を透過可能な透明部材を含むものであってもよい。例えば、レーザ光を透過し白色光（発光部５の蛍光）を反射するフィルタを設けた透明板を窓部６ｂとして設けてもよい。この構成によれば、発光部５から発せられた蛍光が、窓部６ｂから漏れることを防止することができる。
【００５３】
なお、リフレクタの一部に放物曲面ではない部分を含めてもよい。また、リフレクタの反射面の形状は、放物曲面に限定されず、楕円面、半球面、自由曲面、または非球面等で構成されてもよい。
【００５４】
なお、図示はしていないが、照明ユニット２ａは、リフレクタの開口部に光線の配光を修正するレンズ等を備えてもよい。
【００５５】
（投光装置１の配光特性）
図１および図２を参照し、投光装置１の配光特性について説明する。自動車用の前照灯は、その光度、光軸の向き、および／または配光の分布等を示す配光特性基準が定められている。配光特性基準は、国等によって異なるので、ここでは配光特性基準を単純化した例を用いて説明する。例えば、配光特性基準は、前照灯または自動車から前方に所定の距離離れた進行方向に対して垂直な平面における配光特性を規定する。ここでは、該垂直な平面を基準平面２０と称する。
【００５６】
図２は、基準平面２０において投光装置１が投光する光の像を示す図である。ここでは、配光特性基準は、基準平面２０上における配光特性、例えば、投光を必要とする所定の領域として、長方形の領域（規定領域）１０を定めている。すなわち、投光装置１を点灯させるときは、前方を確認するために少なくとも規定領域１０は、常にある程度の照度で照らされなければならない。
【００５７】
基準平面２０において、投光装置１の５個の照明ユニット２ａ〜２ｅは、それぞれ異なる投光領域１２ａ〜１２ｅを投光する。各投光領域１２ａ〜１２ｅは、形状および大きさが異なっていてもよい。投光領域１２ａ〜１２ｅは、互いに隣接する投光領域と一部が重なっている。例えば照明ユニット２ａに対応する投光領域１２ａは、隣接する照明ユニット２ｂに対応する投光領域１２ｂと重なる領域を有している。また、照明ユニット２ｂに対応する投光領域１２ｂは、隣接する照明ユニット２ｃに対応する投光領域１２ｃと重なる領域を有している。各投光領域の中心位置は、隣接する他の投光領域に含まれるよう、各照明ユニット２ａ〜２ｅは配置される。
【００５８】
照らされるべき規定領域１０は、各照明ユニット２ａ〜２ｅによって、分割されて投光されている。図２において、規定領域１０を４つの部分領域１１ａ〜１１ｄに分割する線を点線で示す。部分領域１１ａ〜１１ｄは、各投光領域１２ａ〜１２ｅの重なりに応じて便宜的に規定領域１０を分割したものである。規定領域１０における部分領域１１ａは、投光領域１２ａおよび投光領域１２ｂに含まれる。規定領域１０における部分領域１１ｂは、投光領域１２ｂおよび投光領域１２ｃに含まれる。規定領域１０における部分領域１１ｃは、投光領域１２ｃおよび投光領域１２ｄに含まれる。規定領域１０における部分領域１１ｄは、投光領域１２ｄおよび投光領域１２ｅに含まれる。規定領域１０の各部分領域１１ａ〜１１ｄは、少なくとも２個の照明ユニットに対応する投光領域に含まれている。すなわち、規定領域１０の任意の位置は、少なくとも２個の照明ユニットによって投光されている。
【００５９】
図４は、照明ユニット２ｃが故障した場合の、基準平面２０における投光装置１が投光する光の像を示す図である。レーザ素子３の故障、発光部５の劣化、またはリフレクタ６の損傷等により、照明ユニットからの配光が弱くなる、または配光されなくなることがある。複数の照明ユニット２ａ〜２ｅのうち例えば１つの照明ユニット２ｃが故障した場合、図２における照明ユニット２ｃから投光領域１２ｃへの配光がなくなり、投光装置１による投光は図４に示すようになる。照明ユニット２ｃが故障した場合においても、規定領域１０の全体は、他の照明ユニット２ａ・２ｂ・２ｄ・２ｅに対応する投光領域１２ａ・１２ｂ・１２ｄ・１２ｅのいずれかに含まれている。例えば規定領域１０における部分領域１１ｂは、少なくとも投光領域１２ｂに対応する照明ユニット２ｂによって投光され、部分領域１１ｃは、少なくとも投光領域１２ｄに対応する照明ユニット２ｄによって投光される。なお、本実施形態の投光装置１では、任意の１つの照明ユニットが故障した場合であっても、規定領域１０の全体は、他の照明ユニットによって投光される。
【００６０】
よって、１つの照明ユニット２ｃが故障した場合においても、照明すべき規定領域１０の全体が投光されるように、他の照明ユニット２ａ・２ｂ・２ｄ・２ｅが規定領域１０の全体を分割して投光する。そのため、夜間の走行時に自動車の前照灯として搭載した投光装置１の一部の照明ユニットが故障した場合であっても、投光領域が重なるように構成された他の照明ユニットによって所定の規定領域１０は、その全体が投光される。それゆえ、投光装置１の一部の照明ユニットが故障した場合であっても、安全に走行することができる配光特性を維持し、安全に走行を続けることが可能である。そのため、部品の交換等を行うことなしに、安全に走行を続けることが可能である。また、利用者が一部の照明ユニットの故障に気づかなくても、夜間のヘッドライトの不点灯を防止することができる。
【００６１】
また、図２に示すように、投光装置１は、複数の照明ユニット２ａ〜２ｅによって、規定領域１０を分割して投光する。これにより、各照明ユニット２ａ〜２ｅに対応した位置毎に照度を調整することが容易にできる。例えば、規定領域１０の中央付近はより明るく、規定領域１０の左右端に近い位置は少し暗く照らしたい場合、照明ユニット２ａ〜２ｅの個々の光度を調整することにより、対応する投光領域の照度を調整することが可能である。そのため、エネルギー効率をよくして所望の配光分布を実現することができる。
【００６２】
なお、１つの照明ユニットによって投光を行う従来の投光装置では、複雑な配光分布を実現することは難しく、また、所望の配光分布を実現するために遮蔽板等を用いて光を遮蔽する必要がある。光を遮蔽することでエネルギー効率の低下を招く。
【００６３】
また、複数の照明ユニットによって投光を行う場合であっても、各照明ユニットの投光領域が重ねられ、それぞれの照明ユニットの投光領域が規定領域１０全体を含むように構成されている場合、規定領域１０の中において複雑な配光分布（規定領域１０における照度の分布）を実現することは難しい。また、規定領域１０を分割せずに、それぞれの照明ユニットが所定の距離離れた基準平面２０上の規定領域１０全体を投光する（それぞれの投光領域が互いに大きく重なる）場合、基準平面２０より遠くにおいて各照明ユニットの配光が広がりすぎることがある。１つの照明ユニット（１つのリフレクタ）から基準平面上の照らすべき規定領域１０の全体を投光する場合、該照明ユニットからの配光の立体角は大きくなる。すると、基準平面よりさらに遠くの位置では、該照明ユニットからの配光は広い範囲に広がり、照度が小さくなる。自動車の配光特性基準は、例えば１０ｍまたは２５ｍ先という比較的近い距離の基準平面上で規定されることが多く、実際の走行では例えば４０ｍまたは１００ｍ先というさらに遠い位置を投光する必要がある。
【００６４】
本実施形態の投光装置１は、規定領域１０を分割して投光する複数の照明ユニット２ａ〜２ｅを備えるので、位置毎に照度が異なる配光分布を容易に実現することができる。また規定領域１０は、複数の照明ユニット２ａ〜２ｅによって分割して投光される。そのために、個々の照明ユニット２ａ〜２ｅを小型化することができる。また、補助ランプ等を動かして故障したランプに代用する場合とは異なり、照明ユニットに可動部を設ける必要がなく、故障検知装置等により故障を検知しなくても所定の配光特性基準を満たして前方を投光することができる。また、複数の照明ユニット２ａ〜２ｅが規定領域１０を分割して投光するので、各照明ユニット２ａ〜２ｅからの配光の立体角を小さくすることができる。よって、本実施形態の投光装置１は、基準平面２０より遠い位置においても、高い照度で投光することができる。
【００６５】
また、本実施形態の投光装置１は、半導体レーザを用いて発光部５の蛍光発光により照明に用いる光を生成する。そのため、発光部５上のレーザスポットである狭い面積から高輝度の発光を実現することができる。そのため、各照明ユニット２ａ〜２ｅを小型化することができる。
【００６６】
なお、蛍光体を含む発光部５の代わりに、レーザ光を乱反射して散乱する散乱体を、リフレクタ６の焦点近傍に配置してもよい。レーザ素子（光出射部）からのレーザ光を受けた散乱体（照射部）がレーザ光を散乱させ、リフレクタ６の反射面の各位置に光を照射させてもよい。この場合、白色光を投光するために、１つのリフレクタ６について出射する光の波長が異なる複数のレーザ素子を組み合わせて用いてもよい。
【００６７】
上記では、横方向（水平方向）に複数の照明ユニットが並び、規定領域を横方向に分割して投光する構成について説明したが、これに限らず、縦方向（鉛直方向）に複数の照明ユニットを並べて、規定領域を縦方向に分割して投光する構成としてもよい。また、規定領域を、横方向および縦方向に分割して投光する構成としてもよい。そうすることにより、複雑な配光分布を容易に実現することができる。
【００６８】
また、上記では、複数の照明ユニットの全てにおいて投光領域が他の照明ユニットの投光領域と互いに重なり合っている構成について説明したが、これに限らず複数の照明ユニットの一部のみにおいて投光領域が他の照明ユニットの投光領域と重なり合うようにしてもよい。ここで、複数の照明ユニットの各照明ユニットによる投光領域の照度を異なるように構成している場合は、より故障の可能性の高い照度の高い照明ユニットのみの投光領域が他の照明ユニットの投光領域と重なり合うようにしてもよい。そうすることで、投光領域の照度の高い照明ユニットが故障しても所定の領域を満たすように投光することができる。さらに、上記では、複数の照明ユニットの各照明ユニットの投光領域の一部のみが重なり合っている構成を説明したが、これに限らず、所定の領域のうち照度を必要とする領域を２つ以上の照明ユニットを用いて投光してもよい。
【００６９】
（照明ユニットの変形例）
投光装置１が備える複数の照明ユニットとして、開口部が円形ではなく、半円形の照明ユニットを用いることもできる。
【００７０】
図５は、変形例の照明ユニット３１の構成を概略的に示す断面図である。照明ユニット３１は、レーザ素子３、集光レンズ４、発光部５、リフレクタ８、および金属ベース９を備える。レーザ素子３、および集光レンズ４の構成は、図３の構成と同じである。
【００７１】
図５の構成では、発光部５は、金属ベース９上に固定されており、断面が放物線形状であるリフレクタ８のほぼ焦点の位置に配置されている。このため、発光部５からリフレクタ８に照射される光は、リフレクタ８の反射曲面によって反射されることで、その光路が制御される。
【００７２】
また、発光部５は、レーザ光が照射される面である照射面の延長面Ｅが開口部８ａにおけるリフレクタ８の端部と接する（またはリフレクタ８と交わる）ように、金属ベース９に設けられた傾斜部９ａ上に傾いて配置されている。このため、発光部５から発せられた蛍光を効率的に無駄なくリフレクタ８で反射して、配光することができる。また、外部から発光部５の発光が目視されないため、外部から見た際のギラツキや幻惑を抑制することができる。また、発光点を直接見ることに対して安全性に不安のあるレーザ光を励起光とした場合においても、本構成を用いることで安全性の高い構成を提供できる。
【００７３】
リフレクタ８は、放物線の対称軸を回転軸として当該放物線を回転させることによって形成される曲面（放物曲面）を、上記回転軸を含む平面で切断することによって得られる部分曲面の少なくとも一部をその反射面に含んでおり、発光部５によって発せられた蛍光を反射する方向に半円形の開口部８ａを有している。
【００７４】
また、レーザ素子３および集光レンズ４は、リフレクタ８の外部に配置されており、リフレクタ８には、レーザ光を透過または通過させる窓部８ｂが設けられている。この窓部８ｂは、貫通孔であってもよく、あるいは、レーザ光を透過可能な透明部材を含むものであってもよい。例えば、レーザ光を透過し白色光（発光部５の蛍光）を反射するフィルタを設けた透明板を窓部８ｂとして設けてもよい。この構成によれば、発光部５から発せられた蛍光が、窓部８ｂから漏れることを防止することができる。
【００７５】
金属ベース９は、傾斜部９ａを有し、照明ユニット３１を支持する板状の支持部材であり、金属（例えば、銅や鉄）からなっている。このため、金属ベース９は熱伝導性が高く、金属ベース９上に配置されたレーザ素子３および発光部５において発生した熱を、効率的に放熱することができる。
【００７６】
なお、発光部５を支持する部材は、金属からなるものに限定されず、金属以外の熱伝導性が高い物質（ガラス、サファイアなど）を含む部材でもよい。ただし、発光部５が塗布される傾斜部９ａの表面は、反射面として機能することが好ましい。傾斜部９ａの表面が反射面であることにより、発光部５の照射面に入射したレーザ光が蛍光に変換された後に、当該反射面によって反射することでリフレクタ８へ向かわせることができる。または、発光部５の照射面から入射したレーザ光を上記反射面で反射させて、再び発光部５の内部に向かわせて蛍光に変換することができる。
【００７７】
［実施形態２］
本発明の他の実施形態について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、実施形態１にて説明した図面と同じ機能を有する部材・構成については、同じ符号を付記し、その詳細な説明を省略する。本実施形態では、一部の照明ユニットに故障が発生した際に、他の照明ユニットで補う構成について説明する。
【００７８】
図６は、本実施形態の投光装置４１の構成を示す平面図である。投光装置４１は、複数（ここでは５個）の照明ユニット４２ａ〜４２ｅを備える。また、投光装置４１は、故障検出部（検出部）４３および駆動制御部（投光変更部）４４を備える。図６において、故障検出部４３および駆動制御部４４は機能ブロックとして示す。また、図６において、各照明ユニット４２ａ〜４２ｅから配光される光の光軸（中心軸）を一点鎖線によって示す。また、図６において、各照明ユニット４２ａ〜４２ｅから配光される光の範囲（光線束が収まる立体角）を破線によって示す。ここでは実施形態１と同様に、５個の照明ユニット４２ａ〜４２ｅが水平に配置されるように投光装置４１は自動車に搭載される。図８を参照して、照明ユニット４２ａの詳細な構成を説明する。なお照明ユニット４２ａ〜４２ｅは同様の構成を有する。
【００７９】
（照明ユニットの構成）
図８は、本実施形態の照明ユニット４２ａの構成を概略的に示す断面図である。照明ユニット４２ａは、レーザ素子（励起光出射部）３、集光レンズ４、発光部（照射部）５、リフレクタ８、金属ベース９、およびユニット駆動部（投光変更部）４５を備える。集光レンズ４、発光部５、およびリフレクタ８の構成は、図５の構成と同じである。
【００８０】
レーザ素子３は、モニターＰＤ（フォト・ダイオード）を内蔵するレーザ素子であり、レーザ素子３の故障を検知することができる。なお、レーザ素子３は、ＡＰＣ（定出力）レーザ素子であってもよいし、ＡＣＣ（定電流）レーザ素子であってもよい。
【００８１】
故障検出部４３は、各照明ユニット４２ａ〜４２ｅのレーザ素子３のモニターＰＤの出力を受け取り、各照明ユニット４２ａ〜４２ｅ（のレーザ素子３）の故障の有無を検出する。故障検出部４３は、各照明ユニット４２ａ〜４２ｅの故障の有無について、駆動制御部４４に出力する。
【００８２】
なお、各照明ユニット４２ａ〜４２ｅのリフレクタ８の内部空間に受光素子を配置し、故障検出部４３が受光素子の出力を受け取ることにより、発光部５の蛍光発光の強度を監視してもよい。この場合、レーザ素子の故障および発光部５の蛍光体の劣化のいずれをも受光素子で検出することができる。例えば故障検出部４３は、リフレクタ８内部の受光素子の出力（受光量）そのものを、所定の閾値と比較することにより、照明ユニットの故障の有無を判定してもよい。また、例えば故障検出部４３は、レーザ素子３の出力（電力または電流等）に対するリフレクタ８内部の受光素子の出力（受光量）を、所定の閾値と比較することにより、照明ユニットの故障の有無を判定してもよい。
【００８３】
また、自動車の前方を監視するカメラ等の撮像手段を備え、撮像された画像を故障検出部４３が画像解析することで、投光装置による投光状態を監視してもよい。これにより、暗くなった投光領域を特定し、故障した照明ユニットを特定することができる。この場合、リフレクタの破損等の故障も検出することができる。故障検出部４３は、例えば所定のパターン画像と撮像された画像を比較して故障した照明ユニットを特定することもできるし、投光装置の点灯時および非点灯時の画像を比較して故障した照明ユニットを特定することもできる。
【００８４】
駆動制御部４４は、各照明ユニット４２ａ〜４２ｅの故障の有無に基づき、各照明ユニット４２ａ〜４２ｅのユニット駆動部４５を制御する。
【００８５】
ユニット駆動部４５は、金属ベース９を回転軸４５ａについて回転可能に支持する。これにより、ユニット駆動部４５は、リフレクタ８を含む照明ユニット４２ａを回転可能にする。また、ユニット駆動部４５は、駆動制御部４４の指示に応じて照明ユニット４２ａを回転させて、照明ユニット４２ａの配光の方向（投光領域の位置）を変更する。
【００８６】
（投光装置４１の配光特性）
図７は、所定の距離離れた基準平面において投光装置４１が投光する光の像を示す図である。
【００８７】
基準平面において、投光装置４１の５個の照明ユニット４２ａ〜４２ｅは、それぞれ異なる投光領域１２ａ〜１２ｅを投光する。各投光領域１２ａ〜１２ｅは、形状および大きさが異なっていてもよい。投光領域１２ａ〜１２ｅは、互いに隣接する投光領域と一部が重なっている。例えば照明ユニット４２ａに対応する投光領域１２ａは、隣接する照明ユニット４２ｂに対応する投光領域１２ｂと重なる領域を有している。また、照明ユニット４２ｂに対応する投光領域１２ｂは、隣接する照明ユニット４２ｃに対応する投光領域１２ｃと重なる領域を有している。
【００８８】
照らされるべき規定領域１０は、各照明ユニット２ａ〜２ｅによって、分割されて投光されている。図７において、規定領域１０を５つの部分領域１１ａ〜１１ｅに分割する線を点線で示す。部分領域１１ａ〜１１ｅは、各投光領域１２ａ〜１２ｅに応じて便宜的に規定領域１０を分割したものである。規定領域１０における部分領域１１ａ〜１１ｅは、それぞれ投光領域１２ａ〜１２ｅに含まれる。
【００８９】
本実施形態では、実施形態１とは異なり、規定領域１０の各部分領域１１ａ〜１１ｅは、いずれか１つの投光領域にしか含まれない領域を有する。例えば部分領域１１ｃの中央付近の領域は、照明ユニット４２ｃに対応する投光領域１２ｃとしか重ならない。そのため、故障等により照明ユニット４２ｃからの配光がなくなった場合は、他の照明ユニット４２ａ・４２ｂ・４２ｄ・４２ｅが投光領域１２ｃを補う必要がある。
【００９０】
例えば、照明ユニット４２ｃのレーザ素子３からレーザが出力されなくなった場合、故障検出部４３は、照明ユニット４２ｃのレーザ素子３のモニターＰＤの出力から、照明ユニット４２ｃのレーザ素子３の故障を検出する。照明ユニット４２ｃのレーザ素子３の故障を検出した場合、故障検出部４３は、照明ユニット４２ｃが故障したことを駆動制御部４４に伝える。
【００９１】
駆動制御部４４は、照明ユニット４２ｃが故障した場合、照明ユニット４２ｃの投光領域１２ｃを他の照明ユニット４２ａ・４２ｂ・４２ｄ・４２ｅでカバーするために、ユニット駆動部４５によって照明ユニット４２ａ・４２ｂ・４２ｄ・４２ｅを回転させ、それぞれの投光領域を変更する。なお、駆動制御部４４は、各照明ユニットが故障した場合に他の照明ユニットをどれだけ回転させるかをあらかじめ記憶している。
【００９２】
図９は、照明ユニット４２ｃが故障した場合における他の照明ユニットの配光方向を示す平面図である。故障していない照明ユニット４２ａ・４２ｂ・４２ｄ・４２ｅは、故障した照明ユニット４２ｃの投光領域の少なくとも一部（規定領域１０に含まれる部分）を補うように、配光方向が変更される。
【００９３】
図１０は、照明ユニット４２ｃが故障した場合の、基準平面において投光装置４１が投光する光の像を示す図である。照明ユニット４２ｃが投光していた規定領域１０の中心部分を、他の照明ユニット４２ａ・４２ｂ・４２ｄ・４２ｅに対応する投光領域１２ａ・１２ｂ・１２ｄ・１２ｅの位置が変更される。これにより、規定領域１０の任意の位置は、故障をしていない照明ユニット４２ａ・４２ｂ・４２ｄ・４２ｅに対応する投光領域１２ａ・１２ｂ・１２ｄ・１２ｅのいずれかに含まれる。
【００９４】
なお、照明ユニット４２ｃの代わりに他の照明ユニットが故障した場合でも、同様に故障していない照明ユニットの投光領域が変更され、故障した照明ユニットが投光すべき領域への配光を補う。そのため、投光装置４１の一部の照明ユニットが故障した場合であっても、所定の規定領域１０の全体が投光される。それゆえ、投光装置４１の一部の照明ユニットが故障した場合であっても、安全に走行することができる配光特性を維持し、安全に走行を続けることが可能である。そのため、部品の交換等を行うことなしに、安全に走行を続けることが可能である。なお、一部の照明ユニットが故障した場合、故障していない他の照明ユニットのレーザ素子３の出力を増加させてもよい。
【００９５】
また、故障検出部４３が、照明ユニットが故障したことを利用者に報知してもよい。利用者は、迅速に照明ユニットの故障に気づくことができる。また、照明ユニットの角度を変更するための操作部（ボタン等）を運転席付近に設け、利用者による該操作部の操作に応じて駆動制御部が照明ユニットの角度を変更する構成としてもよい。
【００９６】
また、照明ユニットの故障があった場合に、自動で他の照明ユニットの配光方向を調整するのではなく、利用者または整備所の技術者が、ユニット駆動部によって回転可能に支持された照明ユニットを回転させ、配光方向の調整を行ってもよい。この場合は、故障検出部４３および駆動制御部４４を省くことができる。
【００９７】
なお、実施形態１と同様に、規定領域１０を分割して投光する複数の照明ユニット４２ａ〜４２ｅを備えるので、位置毎に照度が異なる配光分布を容易に実現することができる。
【００９８】
また規定領域１０は、複数の照明ユニット４２ａ〜４２ｅによって分割して投光される。１つの照明ユニットが故障した場合であっても、他の複数の照明ユニットによって、規定領域１０を分割して投光することができる。そのために、個々の照明ユニット４２ａ〜４２ｅを小型化することができる。
【００９９】
（照明ユニットの変形例）
上記では、照明ユニット（およびリフレクタ）を回転させることにより、照明ユニットによる投光領域を変更する構成について説明した。しかし、これに限らず、他の方法によって照明ユニットの投光領域を変更してもよい。
【０１００】
例えば、発光部５に対するリフレクタ８の位置を移動させ、焦点位置を変更することにより照明ユニットの配光方向を変更させる構成としてもよい。
【０１０１】
また、発光部５上のレーザの照射位置を変更することにより、照明ユニットからの配光方向を変更する構成としてもよい。図１１は、発光部５上のレーザの照射位置を変更可能な照明ユニット４６の例を示す断面図である。この照明ユニット４６は、集光レンズ４と発光部５との間にレーザの進行方向を変更する光学素子（投光変更部）４７を備える。光学素子４７の位置または角度を変更することにより、レーザの進行方向を変更し、発光部５上のレーザの照射位置を変更することができる。この場合、駆動制御部（図示せず）は、ある照明ユニットに故障が発生した場合、他の照明ユニットの光学素子４７の位置または角度を変更する。これにより、正常時と故障時とにおいてリフレクタ８によって反射される角度が変わり、リフレクタ８による配光方向が変化するので、照明ユニットの投光領域を変更することができる。
【０１０２】
なお、光学素子４７の代わりに、リフレクタ８に対するレーザ素子３または集光レンズ４の位置または角度を変えることにより、発光部５上のレーザの照射位置を変更してもよい。
【０１０３】
また、例えば、図８に示す集光レンズ（投光変更部）４の位置を変更することにより、照明ユニットからの配光の立体角を大きくし、照明ユニットの投光領域を拡大する構成としてもよい。また、リフレクタ８に対する発光部５の位置を、焦点位置より前方または後方（開口部８ａ側またはリフレクタ８の放物面の頂点側）に変更することにより、照明ユニットの投光領域を拡大する構成としてもよい。また、リフレクタの放物面を変形させることにより、照明ユニットの投光領域を拡大する構成としてもよい。
【０１０４】
図１２は、投光領域を拡大することができる複数の照明ユニット４８ａ〜４８ｅを備える投光装置４９の構成を示す平面図である。例えば照明ユニット４８ｃが故障した場合、駆動制御部４４は、その隣の２つの照明ユニット４８ｂ・４８ｄの投光領域を拡大させることにより、照明ユニット４８ｃの投光領域を補うことができる。なお、照明ユニット４８ｂ・４８ｄの投光領域を拡大するとき、照明ユニット４８ｂ・４８ｄのレーザ素子の出力を増加させてもよい。故障した照明ユニット４８ｃの両隣の照明ユニット４８ｂ・４８ｄの投光領域のみを拡大することにより、全体の投光領域を不要に拡大することなく、効率的に故障した照明ユニット４８ｃの投光領域への配光を補うことができる。
【０１０５】
なお、これらの照明ユニットの投光領域を変更させる複数の手段を組み合わせて用いてもよい。
【０１０６】
［実施形態３］
本発明の他の実施形態について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、実施形態１または実施形態２にて説明した図面と同じ機能を有する部材・構成については、同じ符号を付記し、その詳細な説明を省略する。本実施形態では、一部の照明ユニットに故障が発生した際に、補助用の照明ユニットで補う構成について説明する。
【０１０７】
図１３は、本実施形態の投光装置５１の構成を示す平面図である。投光装置５１は、複数（ここでは５個）の照明ユニット５２ａ〜５２ｅ、および補助用の照明ユニット５３を備える。また、投光装置５１は、故障検出部４３および駆動制御部４４を備える。図１３において、故障検出部４３および駆動制御部４４は機能ブロックとして示す。また、図１３において、各照明ユニット５２ａ〜５２ｅから配光される光の光軸（中心軸）を一点鎖線によって示す。また、図１３において、各照明ユニット５２ａ〜５２ｅから配光される光の範囲（光線束が収まる立体角）を破線によって示す。ここでは実施形態１と同様に、５個の照明ユニット５２ａ〜５２ｅが水平に配置されるように投光装置５１は自動車に搭載される。
【０１０８】
（照明ユニットの構成）
照明ユニット５２ａ〜５２ｅは、図５に示す照明ユニット３１と同じ構成である。よって、照明ユニット５２ａ〜５２ｅの投光領域は不変である。ただし、照明ユニット５２ａ〜５２ｅが備えるレーザ素子は、モニターＰＤを内蔵する。
【０１０９】
故障検出部４３は、各照明ユニット５２ａ〜５２ｅのレーザ素子のモニターＰＤの出力を受け取り、各照明ユニット５２ａ〜５２ｅ（のレーザ素子）の故障の有無を検出する。故障検出部４３は、各照明ユニット５２ａ〜５２ｅの故障の有無について、駆動制御部４４に出力する。
【０１１０】
図１５は、補助用の照明ユニット５３の構成を概略的に示す断面図である。補助用の照明ユニット５３は、レーザ素子３、集光レンズ４、発光部５、リフレクタ８、金属ベース９、およびユニット駆動部４５を備える。集光レンズ４、発光部５、リフレクタ８、金属ベース９、およびユニット駆動部４５の構成は、図８の構成と同じである。補助用の照明ユニット５３のレーザ素子３は、モニターＰＤを備えていなくてもよい。
【０１１１】
駆動制御部４４は、各照明ユニット５２ａ〜５２ｅの故障の有無に基づき、補助用の照明ユニット５３のレーザ素子３の出力、および補助用の照明ユニット５３のユニット駆動部４５を制御する。
【０１１２】
（投光装置５１の配光特性）
照明ユニット５２ａ〜５２ｅが正常に動作している場合、図１３に示すように、投光装置５１の照明ユニット５２ａ〜５２ｅによって所定の領域（規定領域）が投光される。複数の照明ユニット５２ａ〜５２ｅのうちの一部が故障した場合、例えば、照明ユニット５２ｄが故障した場合、図１４に示すように、照明ユニット５２ｄの投光領域を、補助用の照明ユニット５３が投光する。これによって、照明ユニット５２ｄの投光領域への配光を補う。
【０１１３】
例えば、照明ユニット５２ｄのレーザ素子からレーザが出力されなくなった場合、故障検出部４３は、照明ユニット５２ｄのレーザ素子のモニターＰＤの出力から、照明ユニット５２ｄのレーザ素子の故障を検出する。照明ユニット５２ｄのレーザ素子の故障を検出した場合、故障検出部４３は、照明ユニット５２ｄが故障したことを駆動制御部４４に伝える。
【０１１４】
照明ユニット５２ｄが故障した場合、照明ユニット５２ｄの投光領域を補助用の照明ユニット５３でカバーするために、駆動制御部４４は、補助用の照明ユニット５３のレーザ素子３からレーザを出力させる。また、照明ユニット５２ｄが故障した場合、駆動制御部４４は、補助用の照明ユニット５３のユニット駆動部４５を制御し、補助用の照明ユニット５３を回転させ、故障した照明ユニット５２ｄの投光領域を補うように補助用の照明ユニット５３の投光領域を変更する。なお、駆動制御部４４は、各照明ユニットが故障した場合に補助用の照明ユニット５３をどれだけ回転させるかをあらかじめ記憶している。
【０１１５】
そのため、投光装置５１の一部の照明ユニットが故障した場合であっても、所定の規定領域は、その全体が投光される。それゆえ、投光装置５１の通常使用される複数の照明ユニット５２ａ〜５２ｅの一部の照明ユニットが故障した場合であっても、安全に走行することができる配光特性を維持し、安全に走行を続けることが可能である。そのため、部品の交換等を行うことなしに、安全に走行を続けることが可能である。
【０１１６】
なお、実施形態２と同様に、規定領域を分割して投光する複数の照明ユニット５２ａ〜５２ｅを備えるので、位置毎に照度が異なる配光分布を容易に実現することができる。
【０１１７】
規定領域は、複数の照明ユニット５２ａ〜５２ｅによって分割して投光される。複数の照明ユニット５２ａ〜５２ｅのうちの１つの照明ユニットが故障した場合であっても、他の照明ユニットと補助用の照明ユニットとによって、規定領域を分割して投光することができる。そのために、個々の照明ユニット５２ａ〜５２ｅおよび補助用の照明ユニット５３を小型化することができる。
【０１１８】
なお、通常使用する複数の照明ユニットに対して、補助用の照明ユニットを複数有してもよく、例えば左右に合計２つ設けてもよい。この場合、一部の照明ユニットが故障したときに、故障した照明ユニットに近い方の補助用の照明ユニットのみを点灯させる構成であってもよい。
【０１１９】
また、上記の実施形態において故障検出部４３は通常使用する複数の照明ユニットのみの故障の有無を検出する構成が説明されているが、それに限定されることはなく、故障検出部４３は補助用照明ユニットの故障の有無を検出してもよく、補助用照明ユニットの故障が検出された場合は、利用者に報知してもよい。
【０１２０】
［照明ユニットの変形例］
各実施形態において投光装置が備える複数の照明ユニットは、上で説明した構成に限定されない。以下に、照明ユニットの変形例を説明する。
【０１２１】
図１６は、変形例の照明ユニット５４の構成を概略的に示す断面図である。照明ユニット５４は、レーザ素子３、集光レンズ４、発光部５、リフレクタ１３、および支柱１４を備える。レーザ素子３、および集光レンズ４の構成は、図３の構成と同じである。
【０１２２】
図１６に示す照明ユニット５４では、発光部５は、支柱１４上に固定されており、断面が放物線形状であるリフレクタ１３のほぼ焦点の位置に配置されている。このため、発光部５からリフレクタ１３に照射される光は、リフレクタ１３の反射曲面によって反射されることで、その光路が制御される。
【０１２３】
リフレクタ１３は、放物線の対称軸を回転軸として当該放物線を回転させることによって形成される曲面（放物曲面）を、上記回転軸を含む平面で切断することによって得られる部分曲面の少なくとも一部をその反射面に含んでおり、発光部５によって発せられた蛍光を反射する方向に円形の開口部１３ａを有している。
【０１２４】
また、レーザ素子３および集光レンズ４は、リフレクタ１３の外部に配置されており、リフレクタ１３には、レーザ光を透過または通過させる窓部１３ｂが設けられている。この窓部１３ｂは、貫通孔であってもよく、あるいは、レーザ光を透過可能な透明部材を含むものであってもよい。例えば、レーザ光を透過し白色光（発光部５の蛍光）を反射するフィルタを設けた透明板を窓部１３ｂとして設けてもよい。この構成によれば、発光部５から発せられた蛍光が、窓部１３ｂから漏れることを防止することができる。
【０１２５】
発光部５は支柱１４に固定されて、断面が放物線形状であるリフレクタ１３のほぼ焦点の位置に配置されている。ここで支柱１４は、熱伝導率が高く透明な材料、例えばサファイアであり、レーザ素子３から出射したレーザ光および発光部５により発せられた蛍光を透過することができ、かつ発光部５において発生した熱を、効率的に放熱することができる。
【０１２６】
発光部５は、レーザ素子３から出射したレーザ光が照射される面（窓部１３ｂ側の面）からだけでなく、照射された面とは反対側の面（開口部１３ａ側の面）からも蛍光を発する。リフレクタ１３は、発光部５のレーザ光が照射される面およびその反対側の面から照射される光（蛍光）を反射面で反射し、所定の方向に配光する。
【０１２７】
［照明ユニットの変形例］
以下に、さらに別の照明ユニットの変形例を説明する。
【０１２８】
図１７は、変形例の照明ユニット５５の構成を概略的に示す断面図である。照明ユニット５５は、複数のレーザ素子３ａ・３ｂ・３ｃ、複数の集光レンズ４ａ・４ｂ・４ｃ、散乱部（照射部）１７、リフレクタ１５、および支柱１６を備える。各レーザ素子３ａ・３ｂ・３ｃ、およびそれぞれに対応する集光レンズ４ａ・４ｂ・４ｃの構成は、それぞれ図３におけるレーザ素子３、集光レンズ４の構成と同じである。
【０１２９】
ただし、レーザ素子３ａ・３ｂ・３ｃはそれぞれ異なる色、例えば、青色、緑色、赤色のレーザ光を出射するレーザ素子である。各レーザ素子３ａ・３ｂ・３ｃから出射されたレーザは、それぞれ対応する集光レンズ４ａ・４ｂ・４ｃを通過して、散乱部１７に照射される。
【０１３０】
散乱部１７は、レーザ光を散乱する散乱体を含む。より詳しくは、散乱部１７は、コヒーレントなレーザ光を散乱し、インコヒーレントな散乱光に変換する。この構成により、レーザ素子３ａ・３ｂ・３ｃから出射されたレーザ光は、散乱部１７によって散乱され、散乱された光（散乱光）はリフレクタ１５の反射面に照射される。このように、レーザ素子３ａ・３ｂ・３ｃから出射されたレーザ光は散乱部１７によって散乱され、白色光となって、リフレクタ１５によって所定の方向に配光される。
【０１３１】
また、図１７の構成では、散乱部１７は、支柱１６上に固定されており、断面が放物線形状であるリフレクタ１５のほぼ焦点の位置に配置されている。このため、散乱部１７からリフレクタ１５に照射される光は、リフレクタ１５の反射曲面によって反射されることで、その光路が制御される。
【０１３２】
リフレクタ１５は、放物線の対称軸を回転軸として当該放物線を回転させることによって形成される曲面（放物曲面）を、上記回転軸を含む平面で切断することによって得られる部分曲面の少なくとも一部をその反射面に含んでおり、散乱部１７によって発せられた散乱光を反射する方向に円形の開口部１５ａを有している。
【０１３３】
また、レーザ素子３ａ・３ｂ・３ｃおよび集光レンズ４ａ・４ｂ・４ｃは、リフレクタ１５の外部に配置されており、これに対応して、リフレクタ１５には、レーザ光を透過または通過させる複数の窓部１５ｂが設けられている。この窓部１５ｂは、貫通孔であってもよく、あるいは、レーザ光を透過可能な透明部材を含むものであってもよい。例えば、対応するレーザ素子のレーザ光を透過し他のレーザ素子の光を反射するフィルタを設けた透明板を各窓部１５ｂとして設けてもよい。この構成によれば、他のレーザ素子のレーザ光が散乱された光が、窓部１５ｂから漏れることを防止することができる。
【０１３４】
支柱１６は、熱伝導率が高く透明な材料、例えばサファイアであり、レーザ素子３から出射したレーザ光および散乱部１７により散乱された光を透過することができ、かつ散乱部１７において発生した熱を、効率的に放熱することができる。
【０１３５】
なお、レーザ素子の数および各レーザ素子の出射するレーザ光の色は上記に限定されない。例えばレーザ素子の数が２つ、出射するレーザ光の色が青色および黄色とすることで、白色光を得ることもできる。
【０１３６】
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。
【産業上の利用可能性】
【０１３７】
本発明は、車両用前照灯に利用することができる。
【符号の説明】
【０１３８】
１、４１、４９、５１    投光装置
２ａ〜２ｅ、３１、４２ａ〜４２ｅ、４６、４８ａ〜４８ｅ、５２ａ〜５２ｅ、５４、５５    照明ユニット
３、３ａ、３ｂ、３ｃ    レーザ素子（光出射部）
４、４ａ、４ｂ、４ｃ    集光レンズ
５    発光部（照射部）
６、８、１３、１５    リフレクタ（配光部）
６ａ、８ａ、１３ａ、１５ａ    開口部
６ｂ、８ｂ、１３ｂ、１５ｂ    窓部
７、１４、１６    支柱
９    金属ベース
９ａ  傾斜部
１０    規定領域
１１ａ〜１１ｅ    部分領域
１２ａ〜１２ｅ    投光領域
１７    散乱部（照射部）
２０    基準平面
４３    故障検出部（検出部）
４４    駆動制御部（投光変更部）
４５    ユニット駆動部（投光変更部）
４７    光学素子（投光変更部）
５３    補助用の照明ユニット
【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】
2013012411.tif 000009
【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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