車輛用前照燈的制作方法
【專利摘要】提供了一種可以小型化并且可以形成其中熱區(qū)更亮的合成配光圖案（例如，低束配光圖案）的車輛用前照燈。車輛用前照燈形成包括熱區(qū)和比熱區(qū)中光擴(kuò)散得更廣的擴(kuò)散區(qū)的合成配光圖案。車輛用前照燈設(shè)置有：至少一個第一燈具單元，所述至少一個第一燈具單元包括激光源和第一光學(xué)系統(tǒng)，所述第一光學(xué)系統(tǒng)形成第一配光圖案，以通過將來自所述激光源的光向前方照射而照射所述熱區(qū)；至少一個第二燈具單元，所述至少一個第二燈具單元包括LED光源和第二光學(xué)系統(tǒng)，所述第二光學(xué)系統(tǒng)形成第二配光圖案，以通過將來自所述LED光源的光向前方照射而照射所述擴(kuò)散區(qū)。
【專利說明】車輛用前照燈
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及車輛用前照燈，并且具體地說，涉及利用半導(dǎo)體激光源和LED (發(fā)光二極管)光源的車輛用前照燈。
【背景技術(shù)】
[0002]在現(xiàn)有技術(shù)中，提出了這樣一種車輛用前照燈，其包括利用諸如LED的半導(dǎo)體發(fā)光元件作為光源的多個光源單元，并且其通過交疊利用從所述多個光源單元照射的光而形成的多個配光圖案，來合成目標(biāo)配光圖案(例如，參見專利文獻(xiàn)I)。
[0003]在專利文獻(xiàn)I中描述的車輛用前照燈包括:光聚焦單元，該光聚焦單元包括具有相對高亮度的LED和具有大致橢圓球面狀的反射器，反射器通過聚焦來自具有高亮度的LED的光來形成熱區(qū)；擴(kuò)散單元，該擴(kuò)散單元包括具有相對低亮度的LED和通過擴(kuò)散來自具有低亮度的LED的光而形成擴(kuò)散區(qū)的擴(kuò)散光學(xué)系統(tǒng)。
[0004]根據(jù)專利文獻(xiàn)I中描述的車輛用前照燈，可以通過交疊利用從光聚焦單元照射的光(即，來自具有相對高亮度的LED的光，其通過具有大致橢圓球面狀的反射器聚焦)形成的熱區(qū)和利用從擴(kuò)散單元照射的光形成的擴(kuò)散區(qū)(即，來自具有相對低亮度的LED的光，其通過擴(kuò)散光學(xué)系統(tǒng)擴(kuò)散)，來形成其中熱區(qū)更亮的合成配光圖案(例如，低束配光圖案)。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0006]專利文獻(xiàn)
[0007]專利文獻(xiàn)1:日本專利N0.4365253
【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]發(fā)明要解決的技術(shù)問題
[0009]然而，在專利文獻(xiàn)I中描述的車輛用前照燈中，盡管需要等于或超出特定發(fā)光大小的LED，以確保熱區(qū)中請求的亮度，但必需利用等于或超出特定大小的反射器以便將來自等于或超出該特定發(fā)光大小的LED的光(光源像)聚焦到熱區(qū)來提高集光。
[0010]因此，在專利文獻(xiàn)I中描述的車輛用前照燈中，盡管可以形成其中所述熱區(qū)更亮的合成配光圖案(例如，低束配光圖案)，但存在不能小型化包括反射器的光學(xué)系統(tǒng)(即，小型化所述前照燈)的問題。如果將包括所述反射器的所述光學(xué)系統(tǒng)小型化(即，將所述前照燈小型化)，則來自等于或超出所述特定發(fā)光大小的所述LED的光(光源像)不能充分聚焦，除了所述熱區(qū)以外的車輛前側(cè)也變亮，并由此存在遠(yuǎn)處亮度感降低(即，遠(yuǎn)處可視性降低)的問題。
[0011]本發(fā)明鑒于這種狀況而作出，目的是提供一種可以小型化并且可以形成其中熱區(qū)更亮的合成配光圖案(例如，低束配光圖案)的車輛用前照燈。
[0012]問題的解決方案
[0013]為實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明第一方面，一種形成包括熱區(qū)和從所述熱區(qū)擴(kuò)散的擴(kuò)散區(qū)的合成配光圖案的車輛用前照燈，所述車輛用前照燈包括:至少一個第一燈具單元，所述至少一個第一燈具單元包括激光源和第一光學(xué)系統(tǒng)，所述第一光學(xué)系統(tǒng)形成將來自所述激光源的光向前方照射而照射所述熱區(qū)的第一配光圖案；至少一個第二燈具單元，所述至少一個第二燈具單元包括LED光源和第二光學(xué)系統(tǒng)，所述第二光學(xué)系統(tǒng)形成將來自所述LED光源的光向前方照射而照射所述擴(kuò)散區(qū)的第二配光圖案。
[0014]在根據(jù)本發(fā)明第一方面的車輛用前照燈中，因?yàn)榕c其中利用來自LED的光照射熱區(qū)的現(xiàn)有技術(shù)相比，采用了將來自具有比LED更高亮度的激光源的光照射到熱區(qū)的構(gòu)造，所以可以形成這樣的車輛用前照燈:其中，可以形成具有更亮熱區(qū)且在遠(yuǎn)處可視性方面優(yōu)異的對車輛用前照燈最優(yōu)的合成配光圖案(例如，低束配光圖案或主束配光圖案)。
[0015]而且，在根據(jù)第一方面的車輛用前照燈中，因?yàn)榕c其中利用來自LED的光照射熱區(qū)的現(xiàn)有技術(shù)相比，采用了將來自具有比LED更高亮度的激光源的光照射到熱區(qū)的構(gòu)造，所以可以以更少數(shù)量的第一燈具單元，按足夠亮的方式照射熱區(qū)。由此，根據(jù)權(quán)利要求1中記載的本發(fā)明，因?yàn)榭梢詼p少第一燈具單元的數(shù)量，所以與其成比例地，可以實(shí)現(xiàn)所述車輛用前照燈的空間節(jié)省。
[0016]而且，在根據(jù)第一方面的車輛用前照燈中，因?yàn)槭褂镁哂斜萀ED更高亮度的激光源和比LED更接近點(diǎn)光源的發(fā)光大小，所以即使第一光學(xué)系統(tǒng)(例如反射面)小型化(即，即使第一燈具單元小型化)，也可以將來自激光源的光(即，具有比LED更高亮度和更小大小的光源像)聚焦至熱區(qū)。即，根據(jù)第一方面，可以形成這樣的車輛用前照燈:與現(xiàn)有技術(shù)中利用LED的前照燈相比，其可以小型化，并且其中，可以形成在遠(yuǎn)處可視性方面優(yōu)異的對車輛用前照燈最優(yōu)的合成配光圖案(例如，低束配光圖案或主束配光圖案)，在車輛前方具有抑制的亮度感和更亮的熱區(qū)。由此，根據(jù)第一方面，因?yàn)榭梢孕⌒突囕v用前照燈，所以與其成比例地，可以實(shí)現(xiàn)所述車輛用前照燈的空間節(jié)省。
[0017]而且，在根據(jù)第一方面的車輛用前照燈中，因?yàn)榧す庠春蚅ED光源不合并在一個單元中，而是激光源和LED光源分別單元化，所以可以與請求的配光圖案的亮度成比例地適當(dāng)?shù)卦黾踊驕p少它們的數(shù)量。
[0018]根據(jù)第二方面，在根據(jù)第一方面的車輛用前照燈中，所述激光源包括:半導(dǎo)體激光源；波長轉(zhuǎn)換部件，所述波長轉(zhuǎn)換部件與所述半導(dǎo)體激光源分開設(shè)置，接收來自所述半導(dǎo)體激光源的激光而生成波長比來自所述半導(dǎo)體激光源的光更長的光。
[0019]關(guān)于諸如熒光體的波長轉(zhuǎn)換部件，當(dāng)環(huán)境溫度上升時，效率趨于降低(溫度猝滅)。而且，除了光能以外，提供給所述半導(dǎo)體激光源的功率的大部分變?yōu)闊崮?。因此，?dāng)所述波長轉(zhuǎn)換部件靠近所述半導(dǎo)體激光源設(shè)置時，所述熒光體的效率因從所述半導(dǎo)體激光源生成的熱能的影響而降低。
[0020]在根據(jù)第二方面的車輛用前照燈中，因?yàn)樗霾ㄩL轉(zhuǎn)換部件與所述半導(dǎo)體激光源分開設(shè)置，所以可以防止或減少因從所述半導(dǎo)體激光源生成的熱能的影響而造成的所述熒光體的效率降低。
[0021]根據(jù)第三方面，在根據(jù)第二方面的車輛用前照燈中，所述半導(dǎo)體激光源照射在所述波長轉(zhuǎn)換部件上的光源像的面積等于或小于I平方毫米。
[0022]在根據(jù)第三方面的車輛用前照燈中，因?yàn)樗霭雽?dǎo)體激光源照射在所述波長轉(zhuǎn)換部件上的光源像的面積等于或小于I平方毫米，所以可以使所述半導(dǎo)體激光源充當(dāng)具有比LED更高的亮度并且具有接近點(diǎn)光源的發(fā)光大小的光源。[0023]而且，在根據(jù)第三方面的車輛用前照燈中，因?yàn)榭梢允顾霾ㄩL轉(zhuǎn)換部件充當(dāng)具有比LED更高的亮度并且具有接近點(diǎn)光源的發(fā)光大小的光源，所以即使第一光學(xué)系統(tǒng)(例如反射面或投影透鏡)小型化(即，即使第一燈具單元小型化)，也可以將來自所述激光源的光(即，具有比LED更高亮度和更小大小的光源像)聚焦至熱區(qū)。即，可以小型化所述第一燈具單元，并由此小型化包括其的車輛用前照燈。
[0024]S卩，根據(jù)第三方面，可以形成這樣的車輛用前照燈:與現(xiàn)有技術(shù)中利用LED的前照燈相比，其可以小型化，并且其中，可以形成在遠(yuǎn)處可視性方面優(yōu)異的對車輛用前照燈最優(yōu)的合成配光圖案(例如，低束配光圖案或主束配光圖案)，在車輛前方具有抑制的亮度感和更亮的熱區(qū)。由此，根據(jù)第三方面，因?yàn)榭梢孕⌒突鲕囕v用前照燈，所以與其成比例地，可以實(shí)現(xiàn)車輛用前照燈的空間節(jié)省。
[0025]根據(jù)第四方面，在根據(jù)第一至第三方面中的任一方面所述的車輛用前照燈中，所述激光源和所述LED光源串聯(lián)地電連接至點(diǎn)燈電路。
[0026]在根據(jù)第四方面的車輛用前照燈中，因?yàn)樗龅谝粺艟邌卧?激光源)和所述第二燈具單元(LED光源)串聯(lián)地電連接至點(diǎn)燈電路，所以假定將相同電流從所述點(diǎn)燈電路提供給所述第一燈具單元(激光源)和所述第二燈具單元(LED光源)。因此，可以防止或減少因個體激光源之間的特性差異和個體LED光源之間的特性差異而造成的亮度不均勻性。
[0027]發(fā)明效果
[0028]根據(jù)本發(fā)明，可以提供一種可以小型化并且可以形成其中熱區(qū)更亮的合成配光圖案(例如，低束配光圖案)的車輛用前照燈。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0029][圖1A]是位于車輛前端右側(cè)(從駕駛員側(cè)看到的右側(cè)，其同樣應(yīng)用至下面)的車輛用前照燈10的一示例。
[0030][圖1B]是位于車輛前端右側(cè)的車輛用前照燈10的另一示例。
[0031][圖2]是其中光聚焦單元20被包括光軸AXl的垂直面切斷的縱截面圖。
[0032][圖3]是低束配光圖案Pl的示例，低束配光圖案Pl是合成由光聚焦單元20形成的光聚焦配光圖案PIld和由擴(kuò)散單兀30形成的擴(kuò)散配光圖案PIu5d的合成配光圖案。
[0033][圖4]是其中擴(kuò)散單元30被包括光軸AX2的垂直面切斷的縱截面圖(包括射線圖)。
[0034][圖5]是用于點(diǎn)亮車輛用前照燈10的電路示例。
[0035][圖6]是由車輛用前照燈10形成的配光圖案示例(變形例)。
[0036][圖7]是由車輛用前照燈10形成的配光圖案示例(變形例)。
[0037][圖8]是其中光聚焦單元40(光聚焦單元20的第二實(shí)施方式)被包括光軸AXl的垂直面切斷的縱截面圖。
[0038][圖9]是其中光聚焦單元50(光聚焦單元20的第三實(shí)施方式)被包括光軸AXl的垂直面切斷的縱截面圖。
[0039][圖10]是其中光聚焦單元60(光聚焦單元20的第四實(shí)施方式)被包括光軸AXl的垂直面切斷的縱截面圖。
[0040][圖11]是其中光聚焦單元70(光聚焦單元20的第五實(shí)施方式)被包括光軸AXl的垂直面切斷的縱截面圖。
[0041][圖12]是其中光聚焦單元80(光聚焦單元20的第六實(shí)施方式)被包括光軸AXl的垂直面切斷的縱截面圖。
【具體實(shí)施方式】
[0042][第一實(shí)施方式]
[0043]下面，參照附圖對根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施方式的車輛用前照燈進(jìn)行描述。
[0044]圖1A和IB是設(shè)置在車輛前端右側(cè)的車輛用前照燈10的示例。
[0045]車輛用前照燈10包括:與第一燈具單元相對應(yīng)的至少一個光聚焦單元20 (圖1A和IB中例示了兩個光聚焦單元20)和與本發(fā)明的第二燈具單元相對應(yīng)的至少一個擴(kuò)散單元30 (圖1A和IB中例示了三個擴(kuò)散單元30)等。這里，各單元20、30可以與請求的配光圖案的亮度成比例地適當(dāng)?shù)卦黾踊驕p少其數(shù)量。公知瞄準(zhǔn)機(jī)構(gòu)(未例示)與各單元20、30連接，以使可以進(jìn)行光軸調(diào)整。
[0046][光聚焦單元2O]
[0047]圖2是其中光聚焦單元20被包括光軸AXl的垂直面切斷的縱截面圖。
[0048]光聚焦單元20是投影儀型燈具單元。如圖2所示，光聚焦單元20包括:設(shè)置在沿車輛前后方向延伸的光軸AXl上的投影透鏡21，設(shè)置在投影透鏡21的后側(cè)焦點(diǎn)F21的車輛后側(cè)并且設(shè)置在光軸AXl上的熒光體22，反射來自熒光體22的光以使在光軸AXl附近聚焦的反射面23，設(shè)置在投影透鏡21與熒光體22之間的遮光器24，以及將激光照射至熒光體22的激光光學(xué)系統(tǒng)25。投影透鏡21和反射面23等對應(yīng)于第一光學(xué)系統(tǒng)。
[0049]投影透鏡21是其中車輛前側(cè)表面是凸面而車輛后側(cè)表面是平面的平凸非球面透鏡。例如，投影透鏡21被透鏡保持器21a保持并且設(shè)置在光軸AXl上。在本實(shí)施方式中，從呈現(xiàn)的觀點(diǎn)來看，投影透鏡21被假定具有和下列擴(kuò)散單元30的投影透鏡31相同的直徑。這里，從光學(xué)觀點(diǎn)來看，投影透鏡21和投影透鏡31可以具有不同直徑。
[0050]熒光體22是接收來自激光光學(xué)系統(tǒng)25的激光并且生成相對于半導(dǎo)體激光源25a的長波長光的波長轉(zhuǎn)換部件(作為一示例，其在本實(shí)施方式中是YAG (釔鋁石榴石)熒光體)。在本實(shí)施方式中，熒光體陶瓷(例如，厚度:80μπι，YAG濃度:20%，諸如氧化鋁的陶瓷材料的濃度:80%)用作熒光體22。這里，熒光體陶瓷的厚度、YAG的濃度以及諸如氧化鋁的陶瓷材料的濃度不限于這些并且可以適當(dāng)?shù)卣{(diào)整。熒光體22被激光保持器25c保持，設(shè)置在投影透鏡21的后側(cè)焦點(diǎn)F21的車輛后側(cè)且設(shè)置在光軸AXl上。
[0051]熒光體22通過來自激光光學(xué)系統(tǒng)25的穿透其的激光和來自被從激光光學(xué)系統(tǒng)25入射的激光激勵并且發(fā)光的熒光體22的光的顏色混合，來發(fā)射白光(偽白光)。從熒光體22生成的熱量通過由金屬材料制成(例如，由鋁制成)的激光保持器25c的作用來釋放。
[0052]在本實(shí)施方式中，作為熒光體22，使用具有沿車輛寬度方向(與圖2的紙面正交的方向)延伸的形狀、并且具有與由聚光透鏡25b投影的半導(dǎo)體激光源25a的光源像(其面積等于或小于I平方毫米)大致相同的大小(例如，比半導(dǎo)體激光源25a的光源像稍大的大小)的突光體。
[0053]這里，給出了使用具有與由聚光透鏡25b投影的半導(dǎo)體激光源25a的光源像(其面積等于或小于I平方毫米)大致相同的大小的熒光體的理由的解釋。[0054]如果在熒光體22中聚焦并形成的像(半導(dǎo)體激光源25a的光源像)具有比熒光體22小的大小，則發(fā)光范圍因光傳播而擴(kuò)大，因此光聚焦單元20大型化。另一方面，如果在熒光體22中聚焦并形成的像(半導(dǎo)體激光源25a的光源像)大于熒光體22，則光利用效率降低至未入射到熒光體22的光丟失的程度。
[0055]為防止這些，熒光體22的大小(面積)被假定稍大于在熒光體22中聚焦并形成的像(半導(dǎo)體激光源25a的光源像)。用這種方法，因?yàn)榭梢詫?shí)現(xiàn)與半導(dǎo)體激光源25a (的發(fā)光部分)相同的大小的大致點(diǎn)光源，所以與其中在熒光體22中聚焦并形成的像具有比熒光體22小的大小的情況相比，可以形成小大小的光聚焦單元20。
[0056]而且，因?yàn)閬碜约す夤鈱W(xué)系統(tǒng)25的幾乎全部激光入射到熒光體22并且?guī)缀鯖]有丟失，所以與其中在熒光體22中聚焦并形成的像大于熒光體22的情況相比，光利用效率提聞。
[0057]而且，即使形成光聚焦單元20的個體部件的尺寸誤差累積并且半導(dǎo)體激光源25a的光源像的投影位置在一定程度上移位，也可以將半導(dǎo)體激光源25a的光源像可靠地投影在熒光體22上。
[0058]上面就是使用具有與由聚光透鏡25b投影的半導(dǎo)體激光源25a的光源像(其面積等于或小于I平方毫米)大致相同的大小的熒光體22的理由。
[0059]反射面23被設(shè)置成覆蓋熒光體22的上側(cè)，以使從熒光體22向上側(cè)發(fā)射的光入射。關(guān)于反射面23，將包括光軸AXl的截面形狀設(shè)置成大致橢圓形狀，并且將離心率設(shè)置成從垂直截面向水平截面逐漸增加。用這種方法，來自熒光體22的在反射面23中反射的光在垂直截面中大致聚焦在后側(cè)焦點(diǎn)F21的稍靠前側(cè)，并且在水平截面中大致聚焦在與垂直截面相比更靠前的位置。
[0060]遮光器24包括從投影透鏡21的后側(cè)焦點(diǎn)F21向熒光體22側(cè)延伸的鏡面24a。入射到鏡面24a并且向上反射的光在投影透鏡21中折射并且向道路方向行進(jìn)。即，入射到鏡面24a的光在截止線的邊界折射，并且交疊在截止線下面的配光圖案上。用這種方法，如圖3所示，形成了包括截止線CLlui的光聚焦配光圖案Pl111，其照射作為合成配光圖案的低束配光圖案Pl中的熱區(qū)Hz。
[0061]激光光學(xué)系統(tǒng)25包括:設(shè)置在熒光體22下方以使照射方向變得垂直向上的半導(dǎo)體激光源25a和設(shè)置在熒光體22與半導(dǎo)體激光源25a之間的聚光透鏡25b。
[0062]熒光體22、半導(dǎo)體激光源25a以及聚光透鏡25b通過在光軸AXl下方沿垂直方向設(shè)置并且固定至延伸到垂直方向的由筒狀金屬材料(例如，鋁)制成的激光保持器25c而單元化。根據(jù)這種布置，因?yàn)楣饩劢箚卧?0的光軸AXl的方向尺寸大致達(dá)到反射面23的后端，所以可以縮短光聚焦單元20的光軸AXl的方向尺寸。這里，激光保持器25c和遮光器24—體形成。
[0063]而且，因?yàn)闊晒怏w22與半導(dǎo)體激光源25a分開設(shè)置，所以提供了下列效果。
[0064]關(guān)于諸如熒光體22的波長轉(zhuǎn)換部件，當(dāng)環(huán)境溫度上升時，效率趨于降低(溫度猝滅)。而且，除了光能以外，提供給半導(dǎo)體激光源25a的功率的大部分變?yōu)闊崮?。因此，?dāng)熒光體22靠近半導(dǎo)體激光源25a設(shè)置時，熒光體22的效率因從半導(dǎo)體激光源25a生成的熱能的影響而降低。
[0065]然而，在本實(shí)施方式中，因?yàn)闊晒怏w22與半導(dǎo)體激光源25a分開設(shè)置，所以可以防止或減少因從半導(dǎo)體激光源25a生成的熱能的影響而造成的熒光體22的效率降低。
[0066]激光保持器25c包括:隨著更靠近垂直上側(cè)(點(diǎn))而在錐體形狀中變得更窄的錐體筒部25cl (例如，在圓錐形狀中變得更窄的圓錐形筒部)，設(shè)置在錐體筒部25cl下方并且沿垂直方向延伸的筒部25c2 (例如，圓筒形筒部)。
[0067]熒光體22被固定至錐體筒部25cl的點(diǎn)，以覆蓋形成在該點(diǎn)中的開口。半導(dǎo)體激光源25a例如是發(fā)射藍(lán)色激光(波長:450[nm])的激光二極管，并且固定至筒部25c2的下端。聚光透鏡25b經(jīng)受位置調(diào)整以使半導(dǎo)體激光源25a投影在熒光體22上的光源像的面積等于或小于I平方毫米，并且固定至筒部25c2的上端。
[0068]根據(jù)上述構(gòu)造的光聚焦單元20，從激光源25a發(fā)射的激光通過聚光透鏡25b的作用而聚焦并且向熒光體22照射。即，將半導(dǎo)體激光源25a的光源像投影在熒光體22上。在本實(shí)施方式中，假定半導(dǎo)體激光源25a投影在熒光體22上的光源像的面積等于或小于I平方毫米，并且具有沿車輛寬度方向(與圖2的紙面正交的方向)延伸的形狀(例如，橢圓、圓形或矩形光源像)。橢圓或圓形光源像例如可以通過調(diào)整聚光透鏡25b的焦點(diǎn)位置來形成。矩形光源像例如可以通過利用其中形成有矩形開口的掩模部件覆蓋半導(dǎo)體激光源25a的發(fā)光面而形成。
[0069]激光所照射至的熒光體22通過來自激光光學(xué)系統(tǒng)25的穿透熒光體22的激光和來自被從激光光學(xué)系統(tǒng)25入射的激光激勵并且發(fā)光的熒光體22的光的顏色混合，來發(fā)射白光(偽白光)。因?yàn)榘雽?dǎo)體激光源25a投影在熒光體22上的光源像的面積等于或小于I平方毫米，所以可以使熒光體22充當(dāng)具有比LED更高的亮度并且具有接近點(diǎn)光源的發(fā)光大小的光源。例如，在提供給半導(dǎo)體激光源25a的電流為1[A]的情況下，亮度為200[cd/mm2]。
[0070]由此，因?yàn)榭梢允篃晒怏w22充當(dāng)具有比LED更高的亮度并且具有接近點(diǎn)光源的發(fā)光大小的光源，所以即使反射面23小型化(即，即使光聚焦單元20小型化)，也可以將來自熒光體22的光(即，具有比LED更高亮度和更小大小的光源像)聚焦至熱區(qū)Hz。用這種方法，可以小型化光聚焦單元20，并由此小型化包括其的車輛用前照燈10。
[0071]從充當(dāng)具有比LED更高的亮度并且具有接近點(diǎn)光源的發(fā)光大小的光源的熒光體22發(fā)射并且入射到反射面23的光在反射面23上反射，在投影透鏡21的后側(cè)焦點(diǎn)F21附近聚焦，并且隨后通過投影透鏡21向前照射。用這種方法，形成光聚焦配光圖案Plui，其將作為合成配光圖案的低束配光圖案Pl中的熱區(qū)Hz照射在虛擬垂直屏(其例如設(shè)置在車輛前端部前方大約25m的位置)(參見圖3)上。光聚焦配光圖案Plui包括上端邊緣中的由遮光器24限定的截止線CLl-這里，通過公知瞄準(zhǔn)機(jī)構(gòu)(未例示)使光聚焦單元20經(jīng)受光軸調(diào)整，以使光聚焦配光圖案Plui照射作為合成配光圖案的低束配光圖案Pl中的熱區(qū)Hz。
[0072]接下來，描述光聚焦單元20的變形例。
[0073]可以將諸如光纖的導(dǎo)光部件(未例不)設(shè)置在突光體22與半導(dǎo)體激光源25a之間，其中，該導(dǎo)光部件包括一個端面和相反側(cè)的另一端面，將從一個端面入射至內(nèi)部的光引導(dǎo)至另一端面并且從另一端面發(fā)射該光。其同樣應(yīng)用至下述光聚焦單元50至80中的每一個。
[0074]例如，設(shè)置諸如光纖的導(dǎo)光部件，以使一個端面面對導(dǎo)光板的激光源25a，而另一端面面對熒光體22。
[0075]本變形例的光聚焦單元20如下作用。
[0076]S卩，從激光源25a發(fā)射的激光從諸如光纖的導(dǎo)光部件的一個端面引入至內(nèi)部，弓丨導(dǎo)至另一端面并且從該另一端面發(fā)射，以照射熒光體22。在本實(shí)施方式中，假定其中熒光體22被照射的面積等于或小于I平方毫米，并且具有沿車輛寬度方向(與圖2的紙面正交的方向)延伸的形狀(例如，橢圓、圓形或矩形形狀)。橢圓、圓形或矩形形狀例如可以通過利用其中形成有橢圓、圓形或矩形開口的掩模部件覆蓋另一端面、或者調(diào)整諸如光纖的導(dǎo)光部件的另一端面的形狀來形成。
[0077]激光所照射至的熒光體22通過來自激光光學(xué)系統(tǒng)25的穿透熒光體22的激光和來自被從激光光學(xué)系統(tǒng)25入射的激光激勵并且發(fā)光的熒光體22的光的顏色混合，來發(fā)射白光(偽白光)。因?yàn)檎丈錈晒怏w22的面積等于或小于I平方毫米，所以可以使熒光體22充當(dāng)具有比LED更高的亮度并且具有接近點(diǎn)光源的發(fā)光大小的光源。
[0078][擴(kuò)散單元30]
[0079]圖4是其中擴(kuò)散單元30被包括擴(kuò)散單元30的光軸AX2的垂直面切斷的縱截面圖。
[0080]擴(kuò)散單元30是投影儀型燈具單元，并且如圖4所示，包括:設(shè)置在沿車輛前后方向延伸的光軸AX2上的投影透鏡31，設(shè)置在投影透鏡31的后側(cè)焦點(diǎn)F31的車輛后側(cè)且設(shè)置在光軸AX2上的LED光源32，反射來自LED光源32的光以使在光軸AX2附近聚焦的反射面33，以及設(shè)置在投影透鏡31與LED光源32之間的遮光器34等。投影透鏡31和反射面33等對應(yīng)于本發(fā)明的第二光學(xué)系統(tǒng)。
[0081]投影透鏡31是其中車輛前側(cè)表面是凸面而車輛后側(cè)表面是平面的平凸非球面透鏡。例如，投影透鏡31被透鏡保持器(未例示)保持并且設(shè)置在光軸AX2上。
[0082]LED光源32例如是組合藍(lán)色LED芯片和黃色熒光體(在本實(shí)施方式中為YAG熒光體)的白色LED光源。LED光源32被固定至散熱器35，以使照射方向變得向上(圖4中例示了斜后上方向)。在本實(shí)施方式中，作為LED光源32，使用包括沿車輛寬度方向(與圖4中的紙面正交的方向)設(shè)置的兩個藍(lán)色LED芯片(例如，具有Imm角的兩個芯片)的LED光源。這里，LED芯片不限于兩個，而可以是一個或三個或更多個。
[0083]反射面33被設(shè)置成覆蓋LED光源32的上側(cè)，以使從LED光源32向上側(cè)發(fā)射的光入射。關(guān)于反射面33，將包括光軸AX2的截面形狀設(shè)置成大致橢圓形狀，并且將離心率設(shè)置成從垂直截面向水平截面逐漸增加。用這種方法，來自LED光源32的在反射面33中反射的光在垂直截面中大致聚焦在后側(cè)焦點(diǎn)F31的稍靠前側(cè)，并且在水平截面中大致聚焦在與垂直截面相比更靠前的位置。
[0084]遮光器34包括從投影透鏡31的后側(cè)焦點(diǎn)F31向LED光源32側(cè)延伸的鏡面34a。入射到鏡面34a并且向上反射的光在投影透鏡31中折射并且向道路方向行進(jìn)。即，入射到鏡面34a的光在截止線的邊界折射，并且交疊在截止線下面的配光圖案上。用這種方法，如圖3所示，形成了包括截止線CLlm的擴(kuò)散配光圖案Plmi,其照射從作為合成配光圖案的低束配光圖案Pl中的熱區(qū)Hz擴(kuò)散的擴(kuò)散區(qū)A。
[0085]根據(jù)上述構(gòu)造的擴(kuò)散單元30，從LED光源32發(fā)射并且入射到反射面33的光在反射面33上反射，在投影透鏡31的后側(cè)焦點(diǎn)F31附近聚焦，并且隨后通過投影透鏡31向前照射。用這種方法，形成擴(kuò)散配光圖案Pl_，其將作為合成配光圖案的低束配光圖案Pl中的擴(kuò)散區(qū)A照射在虛擬垂直屏(其例如設(shè)置在車輛前端部前方大約25m的位置)(參見圖3)上。擴(kuò)散配光圖案Pl_包括頂邊緣中的由遮光器34限定的截止線CL1_。這里，通過公知瞄準(zhǔn)機(jī)構(gòu)(未例示)使擴(kuò)散單元30經(jīng)受光軸調(diào)整，以使擴(kuò)散配光圖案Plmi照射作為合成配光圖案的低束配光圖案Pl中的擴(kuò)散區(qū)A。
[0086][點(diǎn)燈電路]
[0087]圖5是用于點(diǎn)亮車輛用前照燈10的電路示例。
[0088]并聯(lián)連接和串聯(lián)連接(參見圖5)可以作為單元20和30的連接模式。
[0089]然而，當(dāng)單元20和30并聯(lián)連接時，存在這樣的問題:因個體半導(dǎo)體激光源25a之間的特性差異和個體LED光源32之間的特性差異(例如，正向電壓中的差異)而出現(xiàn)亮度不均勻。而且，當(dāng)單元20和30并聯(lián)連接時，因?yàn)殡娏鞅粍澐?、每一條線路中流動的電流減小、并且來自各單元20和30的光通量減少，所以存在有必要增加單元20和30的數(shù)量以獲取足夠光通量的問題。
[0090]盡管可以通過調(diào)整每一條線路中流動的電流來防止或降低上述問題，但為了實(shí)現(xiàn)其，存在有必要提供與并聯(lián)數(shù)相對應(yīng)的電流控制部分的問題。
[0091]鑒于上述問題,在本實(shí)施方式中，如圖5所示,光聚焦單元20 (圖5中示范了兩個半導(dǎo)體激光源25a)和擴(kuò)散單元30 (圖5中示范了三個LED光源32)串聯(lián)地電連接至一個點(diǎn)燈電路C(包括電流控制部分)。用這種方法，將相同的電流從點(diǎn)燈電路C提供給每一個光聚焦單元20 (半導(dǎo)體激光源25a)和每一個擴(kuò)散單元30 (LED光源32)，并且可以防止或降低因個體半導(dǎo)體激光源25a之間的特性差異和個體LED光源32之間的特性差異而造成的亮度不均勻。而且，僅利用一個點(diǎn)燈電路C (包括電流控制部分)就足夠了。這里，在圖5所示電路中，例如，在從點(diǎn)燈電路C提供的電流為1[A]的情況下，熒光體22的亮度是200[cd/mm2],而LED光源32的亮度為80 [cd/mm2]。
[0092][合成配光圖案Pl]
[0093]接下來，對通過上述構(gòu)造的車輛用前照燈10而形成在虛擬垂直屏(例如，其被設(shè)置在車輛前端部前方大約25m的位置)上的作為合成配光圖案的低束配光圖案Pl進(jìn)行描述。
[0094]圖3是低束配光圖案Pl的示例，其是合成由光聚焦單元20形成的光聚焦配光圖案Plui和由擴(kuò)散單元30形成的擴(kuò)散配光圖案Plm的合成配光圖案。
[0095]截止線在V-V線的邊界上沿水平方向非對稱延伸，該V-V線是穿過作為燈具正面方向的消失點(diǎn)的H-V的垂直線，其中，從V-V線起的右側(cè)被形成為水平延伸作為反向車道側(cè)截止線CLK，而從V-V線起的左側(cè)被形成為在比反向車道側(cè)截止線CLk更高的水平線上水平延伸作為行駛車道側(cè)截止線CU。而且，該行駛車道側(cè)截止線CU中靠近V-V線的邊緣部分被形成為斜截止線CLs。該斜截止線CLs從反向車道側(cè)截止線CLk與V-V線的交點(diǎn)起以傾斜角(例如，大約45° )朝左斜上方延伸。
[0096]在低束配光圖案Pl中，對應(yīng)于反向車道側(cè)截止線CLk與V-V線之間的交點(diǎn)的肘點(diǎn)E位于H-H下方大致0.5°至0.6°，并且作為高亮度區(qū)的熱區(qū)Hz形成為稍微向左包圍該肘點(diǎn)E。而且，從熱區(qū)Hz擴(kuò)散的擴(kuò)散區(qū)A形成在外側(cè)。來自充當(dāng)具有比LED高的亮度和接近點(diǎn)光源的發(fā)光大小的光源的突光體22的光被照射至熱區(qū)Hz,而來自LED光源32的光被照射至擴(kuò)散區(qū)A。用這種方法，與其中利用來自LED的光照射熱區(qū)的現(xiàn)有技術(shù)相比，可以形成針對在距離能見度上出色的車輛用前照燈最優(yōu)化的低束配光圖案P1，并且具有更亮的熱區(qū)Hz0
[0097]如上所述，根據(jù)利用光聚焦單元20和擴(kuò)散單元30的組合形成的本實(shí)施方式的車輛用前照燈10，提供了下列效果。
[0098]S卩，根據(jù)本實(shí)施方式的車輛用前照燈10，因?yàn)樘峁┝似渲欣脕碜跃哂斜萀ED更高的亮度的激光源(熒光體22和半導(dǎo)體激光源25a)的光照射熱區(qū)Hz的構(gòu)造，所以與其中利用來自LED的光照射熱區(qū)的現(xiàn)有技術(shù)相比，可以形成這樣的車輛用前照燈10:其中，可以形成具有更亮熱區(qū)且在遠(yuǎn)處可視性方面優(yōu)異的對車輛用前照燈最優(yōu)的低束配光圖案P1。
[0099]而且，根據(jù)本實(shí)施方式的車輛用前照燈10，因?yàn)樘峁┝似渲欣脕碜跃哂斜萀ED更高的亮度的激光源(熒光體22和半導(dǎo)體激光源25a)的光照射熱區(qū)Hz的構(gòu)造，所以與其中利用來自LED的光照射熱區(qū)的現(xiàn)有技術(shù)相比，可以通過更少數(shù)量的光聚焦單元20以足夠亮的方式照射熱區(qū)Hz。由此，根據(jù)本實(shí)施方式的車輛用前照燈10，因?yàn)榭梢詼p少光聚焦單元20的數(shù)量，所以與其成比例地，可以實(shí)現(xiàn)車輛用前照燈10的空間節(jié)省。
[0100]而且，根據(jù)本實(shí)施方式的車輛用前照燈10，因?yàn)槭褂昧司哂斜萀ED更高亮度和接近點(diǎn)光源的發(fā)光大小的激光源(熒光體22和半導(dǎo)體激光源25a)，所以即使反射面23小型化(即，即使光聚焦單元20小型化)，也可以將來自激光源的光(即，具有比LED更高亮度和更小大小的光源像)聚焦至熱區(qū)H。
[0101]S卩，根據(jù)本實(shí)施方式的車輛用前照燈10，可以形成這樣的車輛用前照燈10，S卩，與現(xiàn)有技術(shù)中利用LED的前照燈相比，其可以小型化，并且其中，可以形成作為在遠(yuǎn)處可視性方面優(yōu)異的對車輛用前照燈最優(yōu)的合成配光圖案的低束配光圖案P1，在車輛前方具有抑制的亮度感和更亮的熱區(qū)Hz。由此，根據(jù)本實(shí)施方式的車輛用前照燈10，因?yàn)榭梢孕⌒突囕v用前照燈10，所以與其成比例地，可以實(shí)現(xiàn)車輛用前照燈10的空間節(jié)省。
[0102]而且，根據(jù)本實(shí)施方式的車輛用前照燈10，因?yàn)閬碜怨饩劢箚卧?0的光譜(半導(dǎo)體激光源25a:450 [nm]，熒光體22:大約500至700 [nm])和來自擴(kuò)散單元30的光譜(大約450至700[nm])相加(即，補(bǔ)充450至500[nm])，所以與其中車輛用前照燈僅利用半導(dǎo)體激光源形成的情況相比，可以形成具有高顏色再現(xiàn)性的低束配光圖案P1。這里，優(yōu)選的是，形成頂燈配光，以利用具有高顏色再現(xiàn)性的擴(kuò)散單元30照亮標(biāo)記等。
[0103]而且，根據(jù)本實(shí)施方式的車輛用前照燈10，將激光源(熒光體22和半導(dǎo)體激光源25a)和LED光源32并入一個單元中，但激光源(熒光體22和半導(dǎo)體激光源25a)和LED光源32分別單元化，可以與請求的配光圖案的亮度成比例地適當(dāng)?shù)卦黾踊驕p少數(shù)量。
[0104]而且，根據(jù)本實(shí)施方式的車輛用前照燈10，因?yàn)闊晒怏w22與半導(dǎo)體激光源25a分開設(shè)置(參見圖2)，所以可以防止或減少因從半導(dǎo)體激光源25a生成的熱能的影響而造成的熒光體22的效率降低。
[0105]而且，根據(jù)本實(shí)施方式的車輛用前照燈10，因?yàn)榘雽?dǎo)體激光源25a投影在熒光體22上的光源像的面積等于或小于I平方毫米，所以可以使熒光體22充當(dāng)具有比LED更高的亮度并且具有接近點(diǎn)光源的發(fā)光大小的光源。
[0106]而且，根據(jù)本實(shí)施方式的車輛用前照燈10，因?yàn)榭梢允篃晒怏w22充當(dāng)具有比LED更高的亮度并且具有接近點(diǎn)光源的發(fā)光大小的光源，所以即使反射面23小型化(B卩，即使光聚焦單元20小型化)，也可以將來自熒光體22的光(B卩，具有比LED更高亮度和更小大小的光源像)聚焦至熱區(qū)Hz。即，可以小型化光聚焦單元20，并由此小型化包括其的車輛用前照燈10。
[0107]S卩，根據(jù)本實(shí)施方式的車輛用前照燈10，可以形成這樣的車輛用前照燈，S卩，與現(xiàn)有技術(shù)中利用LED的前照燈相比，其可以小型化，并且其中，可以形成作為在遠(yuǎn)處可視性方面優(yōu)異的對車輛用前照燈最優(yōu)的合成配光圖案的低束配光圖案P1，在車輛前方具有抑制的亮度感和更亮的熱區(qū)Hz。由此，根據(jù)本實(shí)施方式的車輛用前照燈10，因?yàn)榭梢孕⌒突囕v用前照燈10 (光聚焦單元20)，所以與其成比例地，可以實(shí)現(xiàn)車輛用前照燈10的空間節(jié)省。
[0108]而且，根據(jù)本實(shí)施方式的車輛用前照燈10，因?yàn)楣饩劢箚卧?0 (圖5中示范了兩個半導(dǎo)體激光源25a)和擴(kuò)散單元30 (圖5中示范了三個LED光源32)串聯(lián)地電連接至一個點(diǎn)燈電路C (包括電流控制部分)(參見圖5)，所以將相同的電流從點(diǎn)燈電路C提供給每一個光聚焦單元20 (半導(dǎo)體激光源25a)和每一個擴(kuò)散單元30 (LED光源32)，并且可以防止或降低因個體半導(dǎo)體激光源25a之間的特性差異和個體LED光源32之間的特性差異而造成的亮度不均勻。而且，僅利用一個點(diǎn)燈電路C (包括電流控制部分)就足夠了。
[0109]而且，根據(jù)本實(shí)施方式的車輛用前照燈10，因?yàn)闊晒怏w22、半導(dǎo)體激光源25a以及聚光透鏡25b在光軸AXl下方沿垂直方向設(shè)置(參見圖2)，所以可以縮短光聚焦單元20的光軸AXl的方向尺寸。甚至這樣，因?yàn)榭梢孕⌒突囕v用前照燈10 (光聚焦單元20)，所以與其成比例地，可以實(shí)現(xiàn)車輛用前照燈10的空間節(jié)省。
[0110]接下來，對變形例進(jìn)行描述。
[0111]在上述實(shí)施方式中，盡管已經(jīng)針對利用光聚焦單元20 (其形成用于照射熱區(qū)Hz的光聚焦配光圖案Pl111)和擴(kuò)散單元30 (其形成用于照射擴(kuò)散區(qū)A的擴(kuò)散配光圖案Plm)來形成車輛用前照燈10的示例進(jìn)行了說明，但本發(fā)明不限于此。
[0112]例如，如圖6所示，車輛用前照燈10還可以通過添加至少一個介質(zhì)擴(kuò)散單元來形成，該介質(zhì)擴(kuò)散單元形成用于照射熱區(qū)Hz與擴(kuò)散區(qū)A之間的中間區(qū)B的配光圖案。用這種方法，可以形成在視覺接觸時間上具有良好感覺的低束配光圖案P1，在該視覺接觸時間，亮度按漸變方式從熱區(qū)Hz向擴(kuò)散區(qū)A改變。這里，介質(zhì)擴(kuò)散單元可以按與光聚焦單元20相同的方式利用半導(dǎo)體激光源25a和熒光體22形成，或者可以按與擴(kuò)散單元30相同的方式利用LED光源32形成。
[0113]而且，在上述實(shí)施方式中，盡管已經(jīng)針對其中合成由光聚焦單元20形成的光聚焦配光圖案Plui和由擴(kuò)散單元30形成的擴(kuò)散配光圖案Plm的合成配光圖案是低束配光圖案Pl的示例進(jìn)行了說明，但本發(fā)明不限于此。
[0114]例如，通過省略單元20和30的遮光器24和34并且調(diào)整反射面23和33的形狀，如圖7所示，可以形成作為合成由光聚焦單元20形成的光聚焦配光圖案Ρ2ω和由擴(kuò)散單元30形成的擴(kuò)散配光圖案P2m的合成配光圖案的主束配光圖案P2。
[0115]而且，在上述實(shí)施方式中，盡管對其中半導(dǎo)體激光源25a是發(fā)射藍(lán)色激光(波長:450 [nm])的激光二極管而熒光體22是接收來自激光光學(xué)系統(tǒng)25的激光并且生成相對于半導(dǎo)體激光源25a的長波長光的波長轉(zhuǎn)換部件(YAG熒光體)的情況進(jìn)行了說明，但本發(fā)明不限于此。例如，可以使用發(fā)射與藍(lán)色激光不同波長的光(例如紫外光)的激光源，作為半導(dǎo)體激光源25a，并且可以使用發(fā)射與黃色不同波長的光的熒光體，作為熒光體22。
[0116]而且，盡管對其中擴(kuò)散單元30使用LED光源32的投影儀型燈具單元的示例進(jìn)行了說明，但本發(fā)明不限于此。例如，擴(kuò)散單元30可以是利用LED光源的所謂拋物線型燈具單元，或者可以是利用LED光源的所謂直接投影型燈具單元。
[0117][第二實(shí)施方式][0118]接下來，對作為光聚焦單元20的第二實(shí)施方式的光聚焦單元40進(jìn)行描述。
[0119]圖8是其中光聚焦單元40被包括光軸AXl的垂直面切斷的縱截面圖。
[0120]光聚焦單元40是投影儀型燈具單元，并且如圖8所示，包括:設(shè)置在沿車輛前后方向延伸的光軸AXl上的投影透鏡41，設(shè)置在投影透鏡41的后側(cè)焦點(diǎn)F41的車輛后側(cè)且設(shè)置在光軸AXl上的熒光體42，反射來自熒光體42的光以使在光軸AXl附近聚焦的反射面43，設(shè)置在投影透鏡41與熒光體42之間的遮光器44，以及將激光照射至熒光體42的激光光學(xué)系統(tǒng)45等。投影透鏡41和反射面43等對應(yīng)于本發(fā)明的第一光學(xué)系統(tǒng)。
[0121]投影透鏡41是其中車輛前側(cè)表面為凸面而車輛后側(cè)表面為平面的平凸非球面透鏡。例如，投影透鏡41被透鏡保持器41a保持并且設(shè)置在光軸AXl上。在本實(shí)施方式中，從呈現(xiàn)的觀點(diǎn)來看，投影透鏡41被假定具有與擴(kuò)散單元30的投影透鏡31相同的直徑。這里，從光學(xué)觀點(diǎn)來看，投影透鏡41和投影透鏡31可以具有不同直徑。
[0122]熒光體42是接收來自激光光學(xué)系統(tǒng)45的激光并且生成相對于半導(dǎo)體激光源45a的長波長光的波長轉(zhuǎn)換部件(在本實(shí)施方式中為YAG熒光體)。熒光體42附著至應(yīng)用了諸如鋁蒸發(fā)的鏡面工藝的金屬部件46的上表面，并且在光軸AXl上設(shè)置在投影透鏡41的后側(cè)焦點(diǎn)F41的車輛后側(cè)。
[0123]熒光體42通過來自激光光學(xué)系統(tǒng)45的在表面(和/或內(nèi)部)中散射的激光(散射光)和來自被從激光光學(xué)系統(tǒng)45入射的激光激勵并且發(fā)光的熒光體42的光的顏色混合，來發(fā)射白光(偽白光)。
[0124]在從突光體42各向同性地發(fā)射的光中，朝著垂直向下方向的光在金屬部件46的上表面中反射，并且向上行進(jìn)。即，因?yàn)榭梢灾匦率褂贸虼怪毕蛳路较虻墓?，所以光利用效率進(jìn)一步提高。而且，因?yàn)榻饘俨考?6包括散熱片46a，所以可以有效地輻射在熒光體42中生成的熱。用這種方法，可以控制源于熒光體42的溫度上升的發(fā)光亮度降低。用這種方法，提高了光聚焦單元40的亮度。
[0125]在本實(shí)施方式中，作為熒光體42，使用具有沿車輛寬度方向(與圖8的紙面正交的方向)延伸的形狀并且具有與由聚光透鏡45b投影的半導(dǎo)體激光源45a的光源像(其面積等于或小于I平方毫米)大致相同的大小(例如，比半導(dǎo)體激光源45a的光源像稍大的大小)的熒光體。
[0126]這里，使用具有與由聚光透鏡45b投影的半導(dǎo)體激光源45a的光源像(其面積等于或小于I平方毫米)大致相同的大小的熒光體的理由與第一實(shí)施方式中的理由類似，并由此省略了說明。
[0127]反射面43被設(shè)置成覆蓋熒光體42的上側(cè)，以使從熒光體42向上側(cè)發(fā)射的光(和從金屬部件46的上表面向上側(cè)反射的反射光)入射。關(guān)于反射面43，將包括光軸AXl的截面形狀設(shè)置成大致橢圓形狀，并且將離心率設(shè)置成從垂直截面向水平截面逐漸增加。用這種方法，來自熒光體42的在反射面43中反射的光在垂直截面中大致聚焦在后側(cè)焦點(diǎn)F41的稍靠前側(cè)，并且在水平截面中大致聚焦在與垂直截面相比更靠前的位置。
[0128]遮光器44包括從投影透鏡41的后側(cè)焦點(diǎn)F41向熒光體42側(cè)延伸的鏡面44a。入射到鏡面44a并且向上反射的光在投影透鏡41中折射并且向道路方向行進(jìn)。即，入射到鏡面44a的光在截止線的邊界折射，并且交疊在截止線下面的配光圖案上。用這種方法，如圖3所示，形成了包括截止線CLlui的光聚焦配光圖案Pl111，其照射作為合成配光圖案的低束配光圖案Pl中的熱區(qū)Hz。
[0129]激光光學(xué)系統(tǒng)45包括:設(shè)置在投影透鏡41與投影透鏡41的后側(cè)焦點(diǎn)F41之間并且設(shè)置在光軸AXl下方的半導(dǎo)體激光源45a，垂直設(shè)置在半導(dǎo)體激光源45a上方的聚光透鏡45b，以及平面鏡45c等，以使照射方向變?yōu)榇怪毕蛏稀０雽?dǎo)體激光源45a和聚光透鏡45b通過固定至激光保持器45d (固定至金屬部件46)而單元化。
[0130]激光保持器45d是沿垂直方向延伸的筒部(例如，筒形管部)。半導(dǎo)體激光源45a例如是發(fā)射藍(lán)色激光(波長:450 [nm])的激光二極管，并且固定至激光保持器45d的下端。聚光透鏡45b經(jīng)受位置調(diào)整以使半導(dǎo)體激光源45a投影在熒光體42上的光源像的面積等于或小于I平方毫米，并且固定至激光保持器45d的上端。
[0131]平面鏡45c設(shè)置在半導(dǎo)體激光源45a垂直上方并且不中斷來自反射面43的反射光的位置，以使來自半導(dǎo)體激光源45a的被聚光透鏡45b聚焦的激光入射到平面鏡45c。平面鏡45c例如一體形成至保持投影透鏡41的透鏡保持器41a。
[0132]為提高熒光體42的光轉(zhuǎn)換效率，希望來自平面鏡45c的反射光(的主光線)相對于熒光體42的入射角為30度與60度之間的角度(例如，45度)。例如，可以通過調(diào)整半導(dǎo)體激光源45a、聚光透鏡45b、平面鏡45c以及熒光體42等的相對位置關(guān)系而在上述角度范圍內(nèi)調(diào)整該入射角。
[0133]如上所述，形成激光光學(xué)系統(tǒng)45的半導(dǎo)體激光源45a、聚光透鏡45b以及平面鏡45c沿垂直方向設(shè)置在投影透鏡41與投影透鏡41的后側(cè)焦點(diǎn)F41之間(參見圖8)。根據(jù)這種布置，因?yàn)楣饩劢箚卧?0的光軸AXl的方向尺寸達(dá)到反射面43的后端，所以可以縮短光聚焦單元40的光軸AXl的方向尺寸。
[0134]而且，因?yàn)闊晒怏w42與半導(dǎo)體激光源45a分開設(shè)置，所以與第一實(shí)施方式類似的是，可以防止或減少因從半導(dǎo)體激光源45a生成的熱能的影響而造成的熒光體42的效率降低。
[0135]根據(jù)上述構(gòu)造的光聚焦單元40，從激光源45a發(fā)射的激光通過聚光透鏡45b的作用而聚焦，在平面鏡45c中反射，并且向熒光體42照射。即，將半導(dǎo)體激光源45a的光源像投影在熒光體42上。
[0136]在本實(shí)施方式中，假定半導(dǎo)體激光源45a投影在熒光體42上的光源像的面積等于或小于I平方毫米，并且具有沿車輛寬度方向(與圖8的紙面正交的方向)延伸的形狀(例如，橢圓、圓形或矩形光源像)。橢圓或圓形光源像例如可以通過調(diào)整聚光透鏡45b的焦點(diǎn)位置來形成。矩形光源像例如可以通過利用其中形成有矩形開口的掩模部件覆蓋半導(dǎo)體激光源45a的發(fā)光面而形成。
[0137]激光所照射至的熒光體42通過來自激光光學(xué)系統(tǒng)45的在表面(和/或內(nèi)部)中散射的激光(散射光)和來自被從激光光學(xué)系統(tǒng)45入射的激光激勵并且發(fā)光的熒光體42的光的顏色混合，來發(fā)射白光(偽白光)。因?yàn)榘雽?dǎo)體激光源45a投影在熒光體42上的光源像的面積等于或小于I平方毫米，所以可以使熒光體42充當(dāng)具有比LED更高的亮度并且具有接近點(diǎn)光源的發(fā)光大小的光源。例如，在提供給半導(dǎo)體激光源45a的電流為1[A]的情況下，亮度為 250[cd/mm2]。
[0138]由此，因?yàn)榭梢允篃晒怏w42充當(dāng)具有比LED更高的亮度并且具有接近點(diǎn)光源的發(fā)光大小的光源，所以即使反射面43小型化(S卩，即使光聚焦單元40小型化)，也可以將來自熒光體42的光(即，具有比LED更高亮度和更小大小的光源像)聚焦至熱區(qū)Hz。用這種方法，可以小型化光聚焦單元40，并由此小型化包括其的車輛用前照燈10。
[0139]從充當(dāng)具有比LED更高的亮度并且具有接近點(diǎn)光源的發(fā)光大小的光源的熒光體42發(fā)射并且入射到反射面43的光在反射面43上反射，在投影透鏡41的后側(cè)焦點(diǎn)F41附近聚焦，并且隨后通過投影透鏡41向前照射。用這種方法，形成光聚焦配光圖案Plui，其將作為合成配光圖案的低束配光圖案Pl中的熱區(qū)Hz照射在虛擬垂直屏(其例如設(shè)置在車輛前端部前方大約25m的位置)(參見圖3)上。光聚焦配光圖案Plui包括上端邊緣中的由遮光器44限定的截止線CLl-這里，通過公知瞄準(zhǔn)機(jī)構(gòu)(未例示)使光聚焦單元40經(jīng)受光軸調(diào)整，以使光聚焦配光圖案Plui照射作為合成配光圖案的低束配光圖案Pl中的熱區(qū)Hz。
[0140]甚至利用通過組合本實(shí)施方式的光聚焦單元40和第一實(shí)施方式的擴(kuò)散單元30而形成的車輛用前照燈，可以提供與第一實(shí)施方式的車輛用前照燈10相同的效果。
[0141][第三實(shí)施方式]
[0142]接下來，對作為光聚焦單元20的第三實(shí)施方式的光聚焦單元50進(jìn)行描述。
[0143]圖9是其中光聚焦單元50被包括光軸AXl的垂直面切斷的縱截面圖。
[0144]本實(shí)施方式的光聚焦單元50是所謂直接投影型燈具單元，并且如圖9所示，包括:設(shè)置在沿車輛前后方向延伸的光軸AXl上的投影透鏡51，設(shè)置在投影透鏡51的后側(cè)焦點(diǎn)F51附近的熒光體52，以及將激光照射至熒光體52的激光光學(xué)系統(tǒng)53等。投影透鏡51等對應(yīng)于本發(fā)明的第一光學(xué)系統(tǒng)。
[0145]投影透鏡51是其中車輛前側(cè)表面為凸面而車輛后側(cè)表面為平面的平凸非球面透鏡。例如，投影透鏡51被透鏡保持器(未例示)保持并且設(shè)置在光軸AXl上。在本實(shí)施方式中，從呈現(xiàn)的觀點(diǎn)來看，投影透鏡51被假定具有與擴(kuò)散單元30的投影透鏡31相同的直徑。這里，從光學(xué)觀點(diǎn)來看，投影透鏡51和投影透鏡31可以具有不同直徑。
[0146]熒光體52是接收來自激光光學(xué)系統(tǒng)53的激光并且生成相對于半導(dǎo)體激光源53a的長波長光的波長轉(zhuǎn)換部件(在本實(shí)施方式中為YAG熒光體)。熒光體52被激光保持器53c保持并且設(shè)置在投影透鏡51的后側(cè)焦點(diǎn)F51附近。
[0147]熒光體52通過來自激光光學(xué)系統(tǒng)53的穿透熒光體52的激光和來自被從激光光學(xué)系統(tǒng)53入射的激光激勵并且發(fā)光的熒光體52的光的顏色混合，來發(fā)射白光(偽白光)。
[0148]熒光體52的下部覆蓋有包括與截止線相對應(yīng)的上端邊緣的遮光部件(未例示)。該遮光部件的上端邊緣位于投影透鏡51的后側(cè)焦點(diǎn)F51附近。
[0149]在本實(shí)施方式中，作為熒光體52，使用具有沿車輛寬度方向(與圖9的紙面正交的方向)延伸的形狀并且具有與由聚光透鏡53b投影的半導(dǎo)體激光源53a的光源像(其面積等于或小于I平方毫米)大致相同的大小(例如，比半導(dǎo)體激光源53a的光源像稍大的大小)的熒光體。
[0150]這里，利用具有與由聚光透鏡53b投影的半導(dǎo)體激光源53a的光源像(其面積等于或小于I平方毫米)大致相同的大小的熒光體的理由與第一實(shí)施方式中的理由類似，并由此省略了說明。
[0151]激光光學(xué)系統(tǒng)53包括:設(shè)置在熒光體52的車輛后側(cè)并且設(shè)置在光軸AXl上的半導(dǎo)體激光源53a，設(shè)置在熒光體52與半導(dǎo)體激光源53a之間的聚光透鏡53b等。
[0152]熒光體52、半導(dǎo)體激光源53a以及聚光透鏡53b可以通過固定至激光保持器53c而單元化。
[0153]因?yàn)榕c第一實(shí)施方式類似地，熒光體52與半導(dǎo)體激光源53a分開設(shè)置，所以可以防止或減少因從半導(dǎo)體激光源53a生成的熱能的影響而造成的熒光體52的效率降低。
[0154]激光保持器53c包括:隨著更靠近車輛前方(點(diǎn))而在錐體形狀中變得更窄的錐體筒部53cl (例如，在圓錐形狀中變得更窄的圓錐形筒部)，設(shè)置在車輛后側(cè)并且沿水平方向延伸的筒部53c2 (例如，筒形管部)。
[0155]熒光體52被固定至錐體筒部53cl的點(diǎn)，以覆蓋形成在該點(diǎn)中的開口。半導(dǎo)體激光源53a例如是發(fā)射藍(lán)色激光(波長:450 [nm])的激光二極管，并且被固定至筒部53c2中的后錨點(diǎn)(車輛后側(cè))。聚光透鏡53b經(jīng)受位置調(diào)整以使半導(dǎo)體激光源53a投影在熒光體52上的光源像的面積等于或小于I平方毫米，并且被固定至筒部53c2中的點(diǎn)(車輛前側(cè))。
[0156]根據(jù)上述構(gòu)造的光聚焦單元50，從激光源53a發(fā)射的激光通過聚光透鏡53b的作用而聚焦并且向熒光體52照射。即，將半導(dǎo)體激光源53a的光源像投影在熒光體52上。在本實(shí)施方式中，假定半導(dǎo)體激光源53a投影在熒光體52上的光源像的面積等于或小于I平方毫米，并且具有沿車輛寬度方向(與圖9的紙面正交的方向)延伸的形狀(例如，橢圓、圓形或矩形光源像)。橢圓或圓形光源像例如可以通過調(diào)整聚光透鏡53b的焦點(diǎn)位置來形成。矩形光源像例如可以通過利用其中形成有矩形開口的掩模部件覆蓋半導(dǎo)體激光源53a的發(fā)光面而形成。
[0157]激光所照射至的熒光體52通過來自激光光學(xué)系統(tǒng)53的穿透熒光體52的激光和來自被從激光光學(xué)系統(tǒng)53入射的激光激勵并且發(fā)光的熒光體52的光的顏色混合，來發(fā)射白光(偽白光)。因?yàn)榘雽?dǎo)體激光源53a投影在熒光體52上的光源像的面積等于或小于I平方毫米，所以可以使熒光體52充當(dāng)具有比LED更高的亮度并且具有接近點(diǎn)光源的發(fā)光大小的光源。例如，在提供給半導(dǎo)體激光源53a的電流為1[A]的情況下，亮度為200[cd/mm2]。
[0158]由此，因?yàn)榭梢允篃晒怏w52充當(dāng)具有比LED更高的亮度并且具有接近點(diǎn)光源的發(fā)光大小的光源，所以可以小型化光聚焦單元50，并由此小型化包括其的車輛用前照燈10。
[0159]從充當(dāng)具有比LED更高的亮度并且具有接近點(diǎn)光源的發(fā)光大小的光源的熒光體52發(fā)射的光通過投影透鏡51向前照射。用這種方法，形成光聚焦配光圖案Plui，其將作為合成配光圖案的低束配光圖案Pl中的熱區(qū)Hz照射在虛擬垂直屏(其例如設(shè)置在車輛前端前方大約25m的位置)(參見圖3)上。光聚焦配光圖案Plui包括上端邊緣中的由遮光部件(未例示)限定的截止線CLL。這里，通過公知瞄準(zhǔn)機(jī)構(gòu)(未例示)使光聚焦單元50經(jīng)受光軸調(diào)整，以使光聚焦配光圖案Plui照射作為合成配光圖案的低束配光圖案Pl中的熱區(qū)Hz。
[0160]甚至利用通過組合本實(shí)施方式的光聚焦單元50和第一實(shí)施方式的擴(kuò)散單元30而形成的車輛用前照燈，可以提供與第一實(shí)施方式的車輛用前照燈10相同的效果。
[0161][第四實(shí)施方式]
[0162]接下來，對作為光聚焦單元20的第四實(shí)施方式的光聚焦單元60進(jìn)行描述。
[0163]圖10是其中光聚焦單元60被包括光軸AXl的垂直面切斷的縱截面圖。
[0164]本實(shí)施方式的光聚焦單元60是所謂拋物線型燈具單元，并且如圖10所示，包括:拋物面系統(tǒng)的反射面61，設(shè)置在反射面61的焦點(diǎn)F61附近的熒光體62，以及將激光照射至熒光體62的激光光學(xué)系統(tǒng)63等。反射面61等對應(yīng)于本發(fā)明的第一光學(xué)系統(tǒng)。
[0165]反射面61是具有沿車輛前后方向延伸的光軸AXl (旋轉(zhuǎn)軸)的拋物面系統(tǒng)反射面，被設(shè)置為反射從熒光體62入射的光，并且形成包括截止線CLl111的光聚焦配光圖案Ρ1ω。
[0166]熒光體62是接收來自激光光學(xué)系統(tǒng)63的激光并且生成相對于半導(dǎo)體激光源63a的長波長光的波長轉(zhuǎn)換部件(在本實(shí)施方式中為YAG熒光體)。熒光體62被激光保持器63c保持并且設(shè)置在反射面61的焦點(diǎn)F61附近。
[0167]熒光體62通過來自激光光學(xué)系統(tǒng)63的穿透熒光體62的激光和來自被從激光光學(xué)系統(tǒng)63入射的激光激勵并且發(fā)光的熒光體62的光的顏色混合，來發(fā)射白光(偽白光)。
[0168]在本實(shí)施方式中，作為熒光體62，使用具有沿車輛寬度方向(與圖10的紙面正交的方向)延伸的形狀并且具有與由聚光透鏡63b投影的半導(dǎo)體激光源63a的光源像(其面積等于或小于I平方毫米)大致相同的大小(例如，比半導(dǎo)體激光源63a的光源像稍大的大小)的突光體。
[0169]這里，利用具有與由聚光透鏡63b投影的半導(dǎo)體激光源63a的光源像(其面積等于或小于I平方毫米)大致相同的大小的熒光體的理由與第一實(shí)施方式中的理由類似，并由此省略了說明。
[0170]激光光學(xué)系統(tǒng)63包括:設(shè)置在突光體62上方以使照射方向?yàn)榇怪毕蛳碌陌雽?dǎo)體激光源63a,設(shè)置在突光體62與半導(dǎo)體激光源63a之間的聚光透鏡63b等。
[0171]突光體62、半導(dǎo)體激光源63a以及聚光透鏡63b沿垂直方向設(shè)置在光軸AXl上方，并且通過固定至沿垂直方向延伸的筒狀激光保持器63c而單元化。根據(jù)這種布置，因?yàn)楣饩劢箚卧?0的光軸AXl的方向尺寸大致達(dá)到反射面61的后端，所以可以縮短光聚焦單元60的光軸AXl的方向尺寸。
[0172]而且，因?yàn)闊晒怏w62與半導(dǎo)體激光源63a分開設(shè)置，所以與第一實(shí)施方式類似的是，可以防止或減少因從半導(dǎo)體激光源63a生成的熱能的影響而造成熒光體62的效率降低。
[0173]激光保持器63c包括:隨著更靠近垂直下側(cè)(點(diǎn))而在錐體形狀中變得更窄的錐體筒部63cl (例如，在圓錐形狀中變得更窄的圓錐形筒部)，設(shè)置在錐體筒部63cl上方并且沿垂直方向延伸的筒部63c2 (例如，筒形管部)。
[0174]熒光體62被固定至錐體筒部63cl的點(diǎn)，以覆蓋形成在該點(diǎn)中的開口。半導(dǎo)體激光源63a例如是發(fā)射藍(lán)色激光(波長:450 [nm])的激光二極管，并且固定至筒部63c2的上端。聚光透鏡63b經(jīng)受位置調(diào)整以使半導(dǎo)體激光源63a投影在熒光體62上的光源像的面積等于或小于I平方毫米，并且固定至筒部63c2的下端。
[0175]根據(jù)上述構(gòu)造的光聚焦單元60，從激光源63a發(fā)射的激光通過聚光透鏡63b的作用而聚焦并且向熒光體62照射。即，將半導(dǎo)體激光源63a的光源像投影在熒光體62上。在本實(shí)施方式中，假定半導(dǎo)體激光源63a投影在熒光體62上的光源像的面積等于或小于I平方毫米，并且具有沿車輛寬度方向(與圖10的紙面正交的方向)延伸的形狀(例如，橢圓、圓形或矩形光源像)。橢圓或圓形光源像例如可以通過調(diào)整聚光透鏡63b的焦點(diǎn)位置來形成。矩形光源像例如可以通過利用其中形成有矩形開口的掩模部件覆蓋半導(dǎo)體激光源63a的發(fā)光面而形成。
[0176]激光所照射至的熒光體62通過來自激光光學(xué)系統(tǒng)63的穿透熒光體62的激光和來自被從激光光學(xué)系統(tǒng)63入射的激光激勵并且發(fā)光的熒光體62的光的顏色混合，來發(fā)射白光(偽白光)。因?yàn)榘雽?dǎo)體激光源63a投影在熒光體62上的光源像的面積等于或小于I平方毫米，所以可以使熒光體62充當(dāng)具有比LED更高的亮度并且具有接近點(diǎn)光源的發(fā)光大小的光源。例如，在提供給半導(dǎo)體激光源63a的電流為1[A]的情況下，亮度為200 [cd/mm2]。
[0177]由此，因?yàn)榭梢允篃晒怏w62充當(dāng)具有比LED更高的亮度并且具有接近點(diǎn)光源的發(fā)光大小的光源，所以即使反射面61小型化(即，即使光聚焦單元60小型化)，也可以將來自熒光體62的光(即，具有比LED更高亮度和更小大小的光源像)聚焦至熱區(qū)Hz。用這種方法，可以小型化光聚焦單元60，并由此小型化包括其的車輛用前照燈10。
[0178]從充當(dāng)具有比LED更高的亮度并且具有接近點(diǎn)光源的發(fā)光大小的光源的熒光體62發(fā)射并且入射到反射面61的光在反射面61上反射，并且向前照射。用這種方法，形成光聚焦配光圖案Plui，其將作為合成配光圖案的低束配光圖案Pl中的熱區(qū)Hz照射在虛擬垂直屏(其例如設(shè)置在車輛前端部前方大約25m的位置)(參見圖3)上。光聚焦配光圖案Pl111包括上端邊緣中的截止線CLly)。這里,通過公知貓準(zhǔn)機(jī)構(gòu)(未例示)使光聚焦單元60經(jīng)受光軸調(diào)整，以使光聚焦配光圖案Plui照射作為合成配光圖案的低束配光圖案Pl中的熱區(qū)Hz。
[0179]甚至利用通過組合本實(shí)施方式的光聚焦單元60和第一實(shí)施方式的擴(kuò)散單元30而形成的車輛用前照燈，可以提供與第一實(shí)施方式的車輛用前照燈10相同的效果。
[0180][第五實(shí)施方式]
[0181]接下來，對作為光聚焦單元20的第五實(shí)施方式的光聚焦單元70進(jìn)行描述。
[0182]圖11是其中光聚焦單元70被包括光軸AXl的垂直面切斷的縱截面圖。
[0183]本實(shí)施方式的光聚焦單元70是所謂直接投影型燈具單元，以及，如圖11所示，包括:設(shè)置在沿車輛前后方向延伸的光軸AXl上的投影透鏡71，設(shè)置在投影透鏡71的后側(cè)焦點(diǎn)F71附近的熒光體72，以及將激光照射至熒光體72的激光光學(xué)系統(tǒng)73等。投影透鏡71等對應(yīng)于本發(fā)明的第一光學(xué)系統(tǒng)。
[0184]投影透鏡71是其中車輛前側(cè)表面為凸面而車輛后側(cè)表面為平面的平凸非球面透鏡。例如，投影透鏡71被透鏡保持器(未例示)保持并且設(shè)置在光軸AXl上。在本實(shí)施方式中，從呈現(xiàn)的觀點(diǎn)來看，投影透鏡71被假定具有與擴(kuò)散單元30的投影透鏡31相同的直徑。這里，從光學(xué)觀點(diǎn)來看，投影透鏡71和投影透鏡31可以具有不同直徑。
[0185]熒光體72是接收來自激光光學(xué)系統(tǒng)73的激光并且生成相對于半導(dǎo)體激光源73a的長波長光的波長轉(zhuǎn)換部件(在本實(shí)施方式中為YAG熒光體)。熒光體72附著至應(yīng)用了諸如鋁蒸發(fā)的鏡面工藝的金屬部件74，并且設(shè)置在投影透鏡71的后側(cè)焦點(diǎn)F71附近。
[0186]熒光體72通過來自激光光學(xué)系統(tǒng)73的在表面(和/或內(nèi)部)中散射的激光(散射光)和來自被從激光光學(xué)系統(tǒng)73入射的激光激勵并且發(fā)光的熒光體72的光的顏色混合，來發(fā)射白光(偽白光)。
[0187]在從熒光體72各向同性地發(fā)射的光中，朝向金屬部件74側(cè)的光在該金屬部件74中反射，并且朝著投影透鏡71行進(jìn)。即，因?yàn)榭梢灾匦率褂贸蚪饘俨考?4側(cè)的光，所以光利用效率進(jìn)一步提聞。
[0188]熒光體72的下部覆蓋有包括與截止線相對應(yīng)的上端邊緣的遮光部件75。該遮光部件75的上端邊緣位于投影透鏡71的后側(cè)焦點(diǎn)F71附近。
[0189]在本實(shí)施方式中，作為熒光體72，使用具有沿車輛寬度方向(與圖11的紙面正交的方向)延伸的形狀并且具有與由聚光透鏡73b投影的半導(dǎo)體激光源73a的光源像(其面積等于或小于I平方毫米)大致相同的大小(例如，比半導(dǎo)體激光源73a的光源像稍大的大小)的突光體。
[0190]這里，利用具有與由聚光透鏡73b投影的半導(dǎo)體激光源73a的光源像(其面積等于或小于I平方毫米)大致相同的大小的熒光體的理由與第一實(shí)施方式中的理由類似，并由此省略了說明。
[0191]激光光學(xué)系統(tǒng)73包括:設(shè)置在投影透鏡71與投影透鏡71的后側(cè)焦點(diǎn)F71之間并且設(shè)置在光軸AXl上方的半導(dǎo)體激光源73a，設(shè)置在熒光體72與半導(dǎo)體激光源73a之間的聚光透鏡73b等。根據(jù)這種布置，可以形成具有短光軸方向尺寸的小型光聚焦單元70。半導(dǎo)體激光源73a和聚光透鏡73b可以通過固定至激光保持器而單元化。
[0192]而且，因?yàn)闊晒怏w72與半導(dǎo)體激光源73a分開設(shè)置，所以與第一實(shí)施方式類似的是，可以防止或減少因從半導(dǎo)體激光源73a生成的熱能的影響而造成熒光體72的效率降低。
[0193]半導(dǎo)體激光源73a例如是發(fā)射藍(lán)色激光(波長:450 [nm])的激光二極管。聚光透鏡73b經(jīng)受位置調(diào)整以使半導(dǎo)體激光源73a投影在熒光體72上的光源像的面積等于或小于I平方毫米，并且設(shè)置在熒光體72與半導(dǎo)體激光源73a之間。
[0194]根據(jù)上述構(gòu)造的光聚焦單元70，從激光源73a發(fā)射的激光通過聚光透鏡73b的作用而聚焦并且向熒光體72照射。即，將半導(dǎo)體激光源73a的光源像投影在熒光體72上。
[0195]為提高熒光體72的光轉(zhuǎn)換效率，希望來自激光光學(xué)系統(tǒng)73的光(的主光線)相對于熒光體72的入射角為30度與60度之間的角度(例如，45度)。例如，可以通過調(diào)整半導(dǎo)體激光源73a、聚光透鏡73b以及熒光體72等的相對位置關(guān)系而在上述角度范圍內(nèi)調(diào)整該入射角。
[0196]在本實(shí)施方式中，假定半導(dǎo)體激光源73a投影在熒光體72上的光源像的面積等于或小于I平方毫米，并且具有沿車輛寬度方向(與圖11的紙面正交的方向)延伸的形狀(例如，橢圓、圓形或矩形光源像)。橢圓或圓形光源像例如可以通過調(diào)整聚光透鏡73b的焦點(diǎn)位置來形成。矩形光源像例如可以通過利用其中形成有矩形開口的掩模部件覆蓋半導(dǎo)體激光源73a的發(fā)光面而形成。
[0197]激光所照射至的熒光體72通過來自激光光學(xué)系統(tǒng)73的在表面(和/或內(nèi)部)中散射的激光(散射光)和來自被從激光光學(xué)系統(tǒng)73入射的激光激勵并且發(fā)光的熒光體72的光的顏色混合，來發(fā)射白光(偽白光)。因?yàn)榘雽?dǎo)體激光源73a投影在熒光體72上的光源像的面積等于或小于I平方毫米，所以可以使熒光體72充當(dāng)具有比LED更高的亮度并且具有接近點(diǎn)光源的發(fā)光大小的光源。例如，在提供給半導(dǎo)體激光源73a的電流為1[A]的情況下，亮度為 250[cd/mm2]。
[0198]由此，因?yàn)榭梢允篃晒怏w72充當(dāng)具有比LED更高的亮度并且具有接近點(diǎn)光源的發(fā)光大小的光源，所以可以小型化光聚焦單元70，并由此小型化包括其的車輛用前照燈10。
[0199]從充當(dāng)具有比LED更高的亮度并且具有接近點(diǎn)光源的發(fā)光大小的光源的熒光體72發(fā)射的光通過投影透鏡71向前照射。用這種方法，形成光聚焦配光圖案Plui，其將作為合成配光圖案的低束配光圖案Pl中的熱區(qū)Hz照射在虛擬垂直屏(其例如設(shè)置在車輛前端前方大約25m的位置)(參見圖3)上。光聚焦配光圖案Plui包括上端邊緣中的由遮光部件75限定的截止線αιω。這里，通過公知瞄準(zhǔn)機(jī)構(gòu)(未例示)使光聚焦單元70經(jīng)受光軸調(diào)整，以使光聚焦配光圖案Plui照射作為合成配光圖案的低束配光圖案Pl中的熱區(qū)Hz。[0200]甚至利用通過組合本實(shí)施方式的光聚焦單元70和第一實(shí)施方式的擴(kuò)散單元30而形成的車輛用前照燈，可以提供和第一實(shí)施方式的車輛用前照燈10相同的效果。
[0201][第六實(shí)施方式]
[0202]接下來，對作為光聚焦單元20的第六實(shí)施方式的光聚焦單元80進(jìn)行描述。
[0203]圖12是其中光聚焦單元80被包括光軸AXl的垂直面切斷的縱截面圖。
[0204]本實(shí)施方式的光聚焦單元80是所謂拋物線型燈具單元，以及，如圖12所示，包括:拋物面系統(tǒng)的反射面81，設(shè)置在反射面81的焦點(diǎn)F81附近的熒光體82，以及將激光照射至熒光體82的激光光學(xué)系統(tǒng)83等。反射面81等對應(yīng)于本發(fā)明的第一光學(xué)系統(tǒng)。
[0205]反射面81是具有沿車輛前后方向延伸的光軸AXl (旋轉(zhuǎn)軸)的拋物面系統(tǒng)反射面，并且被設(shè)置為反射從熒光體82入射的光，并且形成包括截止線CLl111的光聚焦配光圖案P!ld。
[0206]熒光體82是接收來自激光光學(xué)系統(tǒng)83的激光并且生成相對于半導(dǎo)體激光源83a的長波長光的波長轉(zhuǎn)換部件(在本實(shí)施方式中為YAG熒光體)。熒光體82附著至應(yīng)用了諸如鋁蒸發(fā)的鏡面工藝的金屬部件84，并且設(shè)置在投影透鏡71的后側(cè)焦點(diǎn)F71附近。這里，熒光體82傾斜并且被設(shè)置成使得車輛前側(cè)向下定位。
[0207]熒光體82通過來自激光光學(xué)系統(tǒng)83的在表面(和/或內(nèi)部)中散射的激光(散射光)和來自被從激光光學(xué)系統(tǒng)83入射的激光激勵并且發(fā)光的熒光體82的光的顏色混合，來發(fā)射白光(偽白光)。
[0208]在從熒光體82各向同`性地發(fā)射的光中，朝向金屬部件84側(cè)的光在該金屬部件84中反射，并且朝著反射面81行進(jìn)。即，因?yàn)榭梢灾匦率褂贸蚪饘俨考?4側(cè)的光，所以光利用效率進(jìn)一步提聞。
[0209]在本實(shí)施方式中，作為熒光體82，使用具有沿車輛寬度方向(與圖12的紙面正交的方向)延伸的形狀并且其具有與由聚光透鏡83b投影的半導(dǎo)體激光源83a的光源像(其面積等于或小于I平方毫米)大致相同的大小(例如，比半導(dǎo)體激光源83a的光源像稍大的大小)的熒光體。
[0210]這里，利用具有與由聚光透鏡83b投影的半導(dǎo)體激光源83a的光源像(其面積等于或小于I平方毫米)大致相同的大小的熒光體的理由與第一實(shí)施方式中的理由類似，并由此省略了說明。
[0211]激光光學(xué)系統(tǒng)83包括:設(shè)置在熒光體82的車輛后側(cè)并且設(shè)置在光軸AXl上的半導(dǎo)體激光源83a，設(shè)置在熒光體82與半導(dǎo)體激光源83a之間的聚光透鏡83b等。半導(dǎo)體激光源83a和聚光透鏡83b可以通過固定至激光保持器而單元化。
[0212]而且，因?yàn)闊晒怏w82與半導(dǎo)體激光源83a分開設(shè)置，所以與第一實(shí)施方式類似的是，可以防止或減少因從半導(dǎo)體激光源83a生成的熱能的影響而造成的熒光體82的效率降低。
[0213]半導(dǎo)體激光源83a例如是發(fā)射藍(lán)色激光(波長:450 [nm])的激光二極管。聚光透鏡83b經(jīng)受位置調(diào)整以使半導(dǎo)體激光源83a投影在熒光體82上的光源像的面積等于或小于I平方毫米，并且設(shè)置在熒光體82與半導(dǎo)體激光源83a之間。
[0214]根據(jù)上述構(gòu)造的光聚焦單元80，從激光源83a發(fā)射的激光通過聚光透鏡83b的作用而聚焦并且向熒光體82照射。即，將半導(dǎo)體激光源83a的光源像投影在熒光體82上。[0215]為提高熒光體82的光轉(zhuǎn)換效率，希望來自激光光學(xué)系統(tǒng)83的光(的主光線)相對于熒光體82的入射角為30度與60度之間的角度(例如，45度)。例如，可以通過調(diào)整半導(dǎo)體激光源83a、聚光透鏡83b以及熒光體82等的相對位置關(guān)系而在上述角度范圍內(nèi)調(diào)整該入射角。
[0216]在本實(shí)施方式中，假定半導(dǎo)體激光源83a投影在熒光體82上的光源像的面積等于或小于I平方毫米，并且具有沿車輛寬度方向(與圖12的紙面正交的方向)延伸的形狀(例如，橢圓、圓形或矩形光源像)。橢圓或圓形光源像例如可以通過調(diào)整聚光透鏡83b的焦點(diǎn)位置來形成。矩形光源像例如可以通過利用其中形成有矩形開口的掩模部件覆蓋半導(dǎo)體激光源83a的發(fā)光面而形成。
[0217]激光所照射至的熒光體82通過來自激光光學(xué)系統(tǒng)83的在表面(和/或內(nèi)部)中散射的激光(散射光)和來自被從激光光學(xué)系統(tǒng)83入射的激光激勵并且發(fā)光的熒光體82的光的顏色混合，來發(fā)射白光(偽白光)。因?yàn)榘雽?dǎo)體激光源83a投影在熒光體82上的光源像的面積等于或小于I平方毫米，所以可以使熒光體82充當(dāng)具有比LED更高的亮度并且具有接近點(diǎn)光源的發(fā)光大小的光源。例如，在提供給半導(dǎo)體激光源83a的電流為1[A]的情況下，亮度為 250[cd/mm2]。
[0218]由此，因?yàn)榭梢允篃晒怏w82充當(dāng)具有比LED更高的亮度并且具有接近點(diǎn)光源的發(fā)光大小的光源，所以可以小型化光聚焦單元80，并由此小型化包括其的車輛用前照燈10。
[0219]從充當(dāng)具有比LED更高的亮度并且具有接近點(diǎn)光源的發(fā)光大小的光源的熒光體82發(fā)射并且入射到反射面81的光在反射面81上反射，并且向前照射。用這種方法，形成光聚焦配光圖案Plui，其將作為合成配光圖案的低束配光圖案Pl中的熱區(qū)Hz照射在虛擬垂直屏(其例如設(shè)置在車輛前端部前方大約25m的位置)(參見圖3)上。光聚焦配光圖案Pl111包括上端邊緣中的截止線CLly)。這里,通過公知貓準(zhǔn)機(jī)構(gòu)(未例示)使光聚焦單元80經(jīng)受光軸調(diào)整，以使光聚焦配光圖案Plui照射作為合成配光圖案的低束配光圖案Pl中的熱區(qū)Hz。
[0220]甚至利用通過組合本實(shí)施方式的光聚焦單元80和第一實(shí)施方式的擴(kuò)散單元30而形成的車輛用前照燈，可以提供與第`一實(shí)施方式的車輛用前照燈10相同的效果。
[0221]盡管上面已經(jīng)描述了通過組合總計(jì)六種光聚焦單元20和40至80中的任一種以及第一實(shí)施方式的擴(kuò)散單元30來形成車輛用前照燈的示例，但本發(fā)明不限于此。例如，可以通過組合總計(jì)六種光聚焦單元20和40至80中的多項(xiàng)以及第一實(shí)施方式的擴(kuò)散單元30來形成車輛用前照燈。即，可以通過組合第一實(shí)施方式的擴(kuò)散單元30以及根據(jù)請求的設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)剡x擇的光聚焦單元20和40至80等來形成車輛用前照燈。
[0222]上述實(shí)施方式僅僅是各個方面的例證。本發(fā)明不根據(jù)這些描述限制地解釋。在不脫離精神或主要特征的情況下，本發(fā)明可以按其它各種方式來實(shí)現(xiàn)。
[0223]附圖標(biāo)記說明
[0224]10…車輛用前照燈、20...光聚焦單元、21...投影透鏡、21a…透鏡保持器、22...熒光體、23...反射面、24...遮光器、24a…鏡面、25...激光光學(xué)系統(tǒng)、25a…半導(dǎo)體激光源、25b…聚光透鏡、25c…激光保持器、25cl...錐體筒部、25c2...筒部、30…擴(kuò)散單元、31...投影透鏡、32…LED光源、33…反射面、34...遮光器、34a…鏡面、35…散熱器、40...光聚焦單兀、41...投影透鏡、41a…透鏡保持器、42...突光體、43...反射面、44...遮光器、44a…鏡面、45...激光光學(xué)系統(tǒng)、45a…半導(dǎo)體激光源、45b…聚光透鏡、45c…平面鏡、45cl...激光保持器、46...金屬部件、46a…散熱片、50...光聚焦單兀、51...投影透鏡、52…突光體、53…激光光學(xué)系統(tǒng)、53a…半導(dǎo)體激光源、53b…聚光透鏡、53c…激光保持器、53cl...錐體筒部、53c2...筒部、60...光聚焦單元、61...反射面、62...熒光體、63...激光光學(xué)系統(tǒng)、63a…半導(dǎo)體激光源、63b…聚光透鏡、63c…激光保持器、63cl...錐體筒部、63c2…筒部、70...光聚焦單元、71...投影透鏡、72...熒光體、73...激光光學(xué)系統(tǒng)、73a…半導(dǎo)體激光源、73b…聚光透鏡、74...金屬部件、75...遮光部件、80...光聚焦單元、81...反射面、82...熒光體、83...激光光學(xué)系統(tǒng)、83a…半導(dǎo)體激光源、83b…聚光透鏡、84...金屬部件、C…點(diǎn)燈電路 。
【權(quán)利要求】
1.一種車輛用前照燈，所述車輛用前照燈形成包括熱區(qū)和從所述熱區(qū)擴(kuò)散的擴(kuò)散區(qū)的合成配光圖案，所述車輛用前照燈包括: 至少一個第一燈具單元，所述至少一個第一燈具單元包括激光源和第一光學(xué)系統(tǒng)，所述第一光學(xué)系統(tǒng)形成將來自所述激光源的光向前方照射而照射所述熱區(qū)的第一配光圖案； 至少一個第二燈具單元，所述至少一個第二燈具單元包括LED光源和第二光學(xué)系統(tǒng)，所述第二光學(xué)系統(tǒng)形成將來自所述LED光源的光向前方照射而照射所述擴(kuò)散區(qū)的第二配光圖案。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛用前照燈， 其中，所述激光源包括: 半導(dǎo)體激光源； 波長轉(zhuǎn)換部件，所述波長轉(zhuǎn)換部件與所述半導(dǎo)體激光源分開設(shè)置，接收來自所述半導(dǎo)體激光源的激光而生成波長比來自所述半導(dǎo)體激光源的光更長的光。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的車輛用前照燈， 其中，所述半導(dǎo)體激光源照射在所述波長轉(zhuǎn)換部件上的光源像的面積等于或小于I平方毫米。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中的任一項(xiàng)所述的車輛用前照燈， 其中，所述激光源和所述LED光源串聯(lián)地電連接至點(diǎn)燈電路。
【文檔編號】F21V9/16GK103562620SQ201280024991
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2012年5月22日 優(yōu)先權(quán)日:2011年5月24日
【發(fā)明者】中里嘉昭, 中矢喜昭 申請人:斯坦雷電氣株式會社