图 案的图；图30的（c)是表示兼用DRL时所需的远光配光图案的图。
[0074] 图31的（a)是表不FOG灯的配光图案的图；图31的（b)是表不通常的近光配光 图案的图；图31的（c)是表示兼用FOG灯时所需的近光配光图案的图。
[0075] 图32是表示第2实施方式的前灯系统中的控制的一例的流程图。
[0076] 图33是示意性地表示第3实施方式的车辆用前照灯装置的构成的立体图。
[0077] 图34是从侧方看将多个半导体发光元件矩阵配置来作为光源的车辆用前照灯装 置的要部的图。
[0078] 图35的（a)是表不第3实施方式的光学系统中的形成发散配光图案时的光路的 示意图；图35的（b)是表示第3实施方式的光学系统中的形成集光配光图案时的光路的示 意图。
[0079] 图36的（a)~图36的（c)是表示由第3实施方式的车辆用前照灯装置所能形成 的配光图案的图。
[0080] 图37是从正面看将多个LED芯片矩阵配置的状态的图。
[0081] 图38的（a)是表示从焦点出来的光入射到投影透镜时的光路的图；图38的（b) 是表示从焦点后方出来的光入射到投影透镜时的光路的图；图38的（c)是表示从焦点前方 出来的光入射到投影透镜时的光路的图。
[0082] 图39是表示将矩形的LED芯片的各边平行于水平方向地配置的矩阵LED的排列 的示意图。
[0083] 图40是从侧方看第3实施方式的变形例的车辆用前照灯装置的要部的概略结构 图。
[0084] 图41是表示从正面看图40所示的光源时的矩阵LED的排列的示意图。
[0085] 图42的（a)是表示由第3实施方式的车辆用前照灯装置形成的近光配光图案的 图；图42的（b)是表示由第3实施方式的车辆用前照灯装置形成的远光配光图案的图。
[0086] 图43是将第3实施方式的矩阵LED的一部分放大后的图。
[0087] 图44的（a)、图44的（b)是用于说明第3实施方式的矩阵LED的变形例的图。
[0088] 图45的（a)~图45的（c)是表示由矩阵LED形成的点光束状的配光图案的图。
[0089] 图46是表示由第3实施方式的车辆用前照灯装置形成的配光图案的一例的图。
[0090] 图47是表示前灯系统的概略构成的功能块图。
[0091] 图48是表示第3实施方式的前灯系统中的控制的一例的流程图。
【具体实施方式】
[0092] 下面参照附图详细说明用于实施本发明的实施方式。在附图的说明中，对相同的 要素赋予相同的标号，并适当省略重复的说明。
[0093] [第1实施方式]
[0094] 近年来，作为车辆等的前照灯单元（前灯）的光源，正在开发利用了多个LED等半 导体发光元件的装置。图1是从侧方看将多个半导体发光元件矩阵配置的前灯的要部的 图。在图1中，在包含投影透镜210的焦点F、且垂直于光轴L的平面上配置了多个LED芯 片212。在此，H表示投影透镜的主点、f表示焦点距离、fb表示后焦点。
[0095] 图2是从正面看将多个LED芯片矩阵配置的状态的图。通过使由这样矩阵配置的 多个LED芯片（以下称作"矩阵LED"。）构成的光源朝向车辆前方、并在其前方配置了投影 透镜的光学系统，包含焦点F的平面上的LED芯片的亮度分布被投影向前方。因此，若LED 芯片有多个，则屏幕上被投影该LED芯片群的亮度分布。然而，在使用了这样的矩阵LED的 头灯中，在以下方面尚有改良的余地。
[0096] (I)LED芯片间的暗部（对应于图2所示的间隙gl、g2)在屏幕上较为显眼。这样 的暗部会使驾驶者的视认性部分降低。例如若道路前方有屏风，则其上会出现矩形的模样。 另外，有时路面上会出现条纹模样。
[0097] (2)难以形成近光配光图案所需要的倾斜（45度）明暗截止线的Z配光。此外，无 法使明暗截止线附近模糊化。
[0098] 接下来说明投影透镜的成像。图3的（a)是表示从焦点出来的光入射到投影透镜 时的光路的图；图3的（b)是表示从焦点后方出来的光入射到投影透镜时的光路的图；图3 的（c)是表示从焦点前方出来的光入射到投影透镜时的光路的图。
[0099] 如图3的（a)所示那样，若在焦点F上设置光源（物体），则其像被成像于无限远。 实际的投影透镜的焦点距离为30~50mm程度，与该焦点距离相比，至成像屏幕的距离（IOm 或25m)可以称为无限远。因此，光源的亮度分布几乎被直接投影到屏幕上，LED芯片间的 暗部较为显眼。
[0100] 此外，如图3的（b)所示，当在焦点F的后侧设置了光源时，光源的像成为倍率b/ a的实像，故LED芯片间的暗部依然显眼。
[0101] 另一方面，如图3的（c)所示，当在焦点F的前侧设置了光源时，光源的像成为虚 像，屏幕上不成像。此外，若使光源过于接近投影透镜，则无法发挥投影透镜的功能，形成所 希望的配光变得困难。
[0102] 本发明人基于这样的认识深入研究后想到，为不使矩阵LED的亮度不均不显眼， 优选通过在焦点前侧、且尽可能在焦点附近配置LED芯片，来使光源的像成为虚像。另外， 还想到优选使虚像的倍率尽可能大。因此，如下这样求取虚像的倍率。
[0103] 如图3的（c)所示，若设物体（光源）与投影透镜的距离为a、焦点距离为f，则成 像位置（成像距离b)通过作为近轴光学系统的成像式的式（1)来表示。
[0104] 1/f = l/a-1/b · · ·式（1)
[0105] 在此，将距离a为以2、2以3、3以4、4以5、9以10、19以20时的、虚像的成像距离13和 倍率b/a示于表1。
[0107] 〔表 1〕
[0108] 如图3的（c)所示，来自光源的射出光线就如同从虚像位置射出那样前进。因此， 作为屏幕上的亮度分布，倍率越高、多个半导体发光元件（LED芯片）越重合，屏幕上的不均 越变得不显眼。
[0109] 接下来，说明前述的难以形成近光配光图案所需的倾斜明暗截止线的情况和无法 使明暗截止线附近模糊化的情况。图4是表示将矩形的LED芯片的各边平行于水平方向地 配置的矩阵LED的排列的示意图。
[0110] 在图4所示的矩阵LED的情况下，即使使虚线所围的区域Rl的LED芯片点亮、使这 以外的LED芯片熄灭，也无法形成具有45度的倾斜明暗截止线的Z配光。若要以图4所示 那样的LED芯片的排列实现Z配光，则需要进一步增加 LED芯片的个数，模拟地形成倾斜明 暗截止线。但在这样的情况下，因矩阵LED的尺寸増大，需要使投影透镜的焦点距离变长， 结果招致灯具尺寸的变大。因此，发明人深入研究这些问题后，想到了采用后述布局的矩阵 LED。
[0111] 图5是从侧方看第1实施方式的车辆用前照灯装置的概略结构图。车辆用前照灯 装置10包括：光源14,多个作为半导体发光元件的LED芯片12彼此隔有间隔地配置着；以 及投影透镜16,使从光源14射出的光作为光源像投影向车辆前方。光源14具有LED电路 基板18和散热器20。多个LED芯片12被配置在比投影透镜16的焦点F靠前方的位置。
[0112] 因此，在本实施方式的车辆用前照灯装置10中，如前述那样，光源像被作为虚像 投影到前方，故相邻的LED芯片12间的暗部在所投影出的光源像中变得不显眼。此外，多个 LED芯片12以其发光面朝向车辆前方的方式配置着。由此，不再需要反光罩等反射部件。
[0113] 图6是表示从正面看图5所示的光源时的矩阵LED的排列的示意图。在图6所示 的矩阵LED中，以如下方式配置各LED芯片：发光面为矩形的LED芯片的各边相对于水平方 向（车宽方向）倾斜（相对于水平呈45度）。
[0114] 在这样的矩阵LED的情况下，若使虚线所围的区域R2的LED芯片点亮、使这以外 的LED芯片熄灭，则通过点亮的LED芯片12a~12c，形成清晰的45度倾斜明暗截止线。此 外，点亮的LED芯片的区域R2的上边缘成为锯齿形状，故能使水平方向的明暗截止线模糊 化。
[0115] 图7的（a)是表示由第1实施方式的车辆用前照灯装置形成的近光配光图案的 图；图7的（b)是表示由第1实施方式的车辆用前照灯装置形成的远光配光图案的图。通 过使图6所示的矩阵LED中的、被配置于区域R2的LED芯片点亮，如图7的（a)所示那样， 通过由矩阵LED构成的光源形成Z配光的近光配光图案PL。此外，通过使图6所示的矩阵 LED的全部都点亮，形成图7的（b)所示的远光配光图案PH。
[0116] 接下来，说明与LED芯片的大小和各LED芯片间的间隔相应的适当的虚像倍率。 图8是将第1实施方式的矩阵LED的一部分放大后的图。在图8中，W是LED芯片的尺寸， P是相邻的LED芯片的节距间隔，Ph是LED芯片的水平方向的节距间隔，Pv是LED芯片的 垂直方向的节距间隔。
[0117] 此时，虚像的倍率至少需要为P/W倍。例如若芯片尺寸W为1mm □、节距3mm，则 P/W = 3,投影透镜的成像倍率至少需要是3倍。实现此的物体位置（距离）根据表1而为 2f/3〇
[0118] 因此，LED芯片需要设置在从距投影透镜2/3焦点距离f的位置起至焦点F的位 置之间。但若在焦点F上设置LED芯片，则屏幕上的亮度不均开始变得显眼。
[0119] 因此，在将投影透镜16的焦点距离记为f [mm]、LED芯片的发光面的一边记为 W[mm]、一个LED芯片与相邻的另一 LED芯片的节距为P[mm]时，LED芯片优选被如下这样 配置：LED芯片与投影透镜16的距离在（(P-W)/P) Xf以上。
[0120] 此外，在P/w = 3时，若还考虑到LED芯片的设置误差s，则只要将LED芯片位置设 置在从距投影透镜2f/3至f-S之间即可。实际上考虑到量产性，优选将光源设置在比实际 的Ρ/V大的倍率那样的位置。此外，关于设置误差s，只要考虑制造精度的标准偏差σ地适 当设定即可。
[0121] 如上所述，矩阵LED优选设置在比投影透镜的焦点位置F靠前方（投影透镜侧）。 关于矩阵LED的设置范围，在将LED芯片尺寸记为W、节距（芯片的设置间隔）记为P时，优 选投影透镜的虚像的倍率比P/W大、且小于50倍的倍率的位置（f = 50时、a = 49)的范 围。
[0122] 详细来说，LED芯片优选被如下这样配置：在将投影透镜16的焦点距离记为f [mm] 时，LED芯片12与投影透镜16的距离在0. 98f以下。由此，能使矩阵LED的芯片间的暗部 变得不显眼。此外，在矩阵LED中，若与相邻的LED芯片的间隔在纵向和横向上是不同的， 则节距间隔P设定得较广（P较大）。
[0123] 此外，矩阵LED优选LED芯片的水平方向的节距间隔Ph在垂直方向节距间隔Pv 以上。由此，能使Z配光形状更清晰。另外，由于能在铅直方向上提高光束密度，故容易形 成适于前灯的横长的配光图案。
[0124] 像这样，本实施方式的车辆用前照灯装置10是在光源中采用了矩阵LED的投影型 的头灯，能基于来自前方监视传感器的前方车辆存在状况，设定矩阵LED的点亮部位或点 亮电流，除一般的近光用配光图案和远光用配光图案外，还能实现后述的各种各样的配光 图案。
[0125] 接下来，说明使用了矩阵LED的配光可变型头灯系统的变形例。图9的（a)、图9 的（b)是用于说明第1实施方式的矩阵LED的变形例的图。图10的（a)~图10的（c)是 表示由矩阵LED形成的点光束状的配光图案的图。
[0126] 如图9的（a)、图9的（b)所示那样，变形例的矩阵LED使用4~10个程度的LED 芯片。例如，矩阵LED被构成为如图9的（a)所示那样排列，形成点光束状的配光图案。在 此情况下，成为如图10的（a)所示那样的矩形的点光束状的配光图案P1。也可以使该配光 图案Pl如图10的（b)所示那样在弯路时沿水平方向移动。
[0127] 此外，矩阵LED也可以被构成为如图9的（b)所示那样一部分LED芯片12d呈菱 形配置地排列，形成点光束状的配光图案。在此情况下，容易形成图10的（C)所示那样的 横长椭圆的点光束状的配光图案P2。
[0128] 图11是表示由第1实施方式的车辆用前照灯装置形成的配光图案的一例的图。第 1实施方式的车辆用前照灯装置10能形成如图11所示那样不照射一部分区域的配光图案 PH'。由此，能既不给前方车辆造成眩光，又确保车辆前方的视认性。
[0129] (控制系统构成）
[0130] 接下来说明前灯的控制系统的构成。图12是表示前灯系统的概略构成的功能块 图。
[0131] 前灯系统100具有左右的车辆用前照灯装置10、配光控制E⑶102、前方监视 E⑶104等。车辆用前照灯装置10如前述那样具有由矩阵LED构成的光源14、投影透镜16、 以及收容它们的灯体。此外，各车辆用前照灯装置10连接有使矩阵LED或灯体旋转的驱动 装置（ACT) 10