DE112016005440B4

DE112016005440B4 - Lichtquellenvorrichtung mit wellenlängen-umwandlungsteil und rückstrahlendem optischem teil, beleuchtungsvorrichtung und fahrzeug-lampenvorrichtung

Info

Publication number: DE112016005440B4
Application number: DE112016005440.8T
Authority: DE
Inventors: Masatoshi Nishimura; Akihiro Yamada; Jun Kondo
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2015-11-27
Filing date: 2016-11-24
Publication date: 2023-11-30
Anticipated expiration: 2036-11-25
Also published as: US10309601B2; US20180266638A1; DE112016005440T5; WO2017090675A1; CN108291702A; CN108291702B; JP6410964B2; JPWO2017090675A1

Abstract

Lichtquellenvorrichtung (1000), welche aufweist:eine Lichtquelle (2) zum Emittieren von Anregungslicht (50);ein Wellenlängen-Umwandlungsteil (4), enthaltend einen ersten Bereich (8), der mit dem Anregungslicht (50) bestrahlt wird, wobei umgewandeltes Licht (51) mit einer Wellenlänge, die von einer Wellenlänge des Anregungslichts (50) verschieden ist, von dem ersten Bereich (8) emittiert wird; undein rückstrahlendes optisches Teil (9) zum Reflektieren des umgewandelten Lichts (51), das von dem Wellenlängen-Umwandlungsteil (4) zu der Lichtquelle (2) hin gestrahlt wird, zu dem ersten Bereich (8), wobei das rückstrahlende optische Teil (9) zwischen der Lichtquelle (2) und dem Wellenlängen-Umwandlungsteil (4) angeordnet ist, wobeidas rückstrahlende optische Teil (9) auftreffendes Licht in die Lichtauftreffrichtung zurückreflektiert,das rückstrahlende optische Teil (9) sphärische Linsen (1003a), ein Durchlassteil (9b) zum Durchlassen des Anregungslichts (50) und ein Befestigungsteil (1003b), das die sphärischen Linsen (1003a) hält, enthält,zwischen jeder sphärischen Linse (1003a) und der Lichtquelle (2) ein reflektierender Film (1003d) angeordnet ist, welcher umgewandeltes Licht (51), das von dem Wellenlängen-Umwandlungsteil (4) durch die sphärische Linse (1003a) hindurch in Richtung der Lichtquelle (2) gestrahlt wird, durch die sphärische Linse (1003a) hindurch zum Wellenlängen-Umwandlungsteil (4) zurückstrahlt,das Befestigungsteil (1003b) einen konkaven Teil zum Halten der sphärischen Linsen (1003a) hat,das Befestigungsteil (1003b) so gebildet ist, dass der von dem Wellenlängen-Umwandlungsteil (4) zu der Lichtquelle (2) hin gestrahlte Teil des umgewandelten Lichts (51) mittels des rückstrahlenden optischen Teils (9) zu dem ersten Bereich (8) hin rückgestrahlt wird,die sphärischen Linsen (1003a) auf einer Oberfläche des Befestigungsteils (1003b) angeordnet sind unddas rückstrahlende optische Teil (9) im Bereich des Durchlassteils (9b) ein Wellenlängen-Auswahlteil enthält, das Licht mit der Wellenlänge des Anregungslichts (50) durchlässt und Licht mit der Wellenlänge des umgewandelten Lichts (51) reflektiert.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Lichtquellenvorrichtung, die ein lichtemittierendes Halbleiterelement und ein Wellenlängen-Umwandlungsteil enthält, eine Beleuchtungsvorrichtung und eine Fahrzeug-Lampenvorrichtung.
STAND DER TECHNIK
Herkömmlich ist eine Lichtquellenvorrichtung, die ein lichtemittierendes Halbleiterelement, einen Leuchtstoff und ein Wellenlängen-Auswahlfilter enthält, bekannt. Das lichtemittierende Halbleiterelement ist eine Lichtquelle, die den Leuchtstoff anregt. Das lichtemittierende Halbleiterelement ist beispielsweise eine lichtemittierende Diode (LED), eine Laserdiode (LD) oder dergleichen. Beispielsweise schlägt das Patentdokument 1 eine Fahrzeug-Lampenvorrichtung vor, die in der Lage ist, den Lichtausnutzungs-Wirkungsgrad zu verbessern durch Verwendung eines Leuchtstoffs und eines Wellenlängen-Auswahlfilters in der Fahrzeug-Lampenvorrichtung.
Gemäß der im Patentdokument 1 beschriebenen Technik bestrahlt die Fahrzeug-Lampenvorrichtung den Leuchtstoff (ein Leuchtstoffelement) mit blauem Licht (Anregungslicht), wodurch gelbes Licht (umgewandeltes Licht) erhalten wird, das isotrop von dem Leuchtstoff ausgestrahlt wird. Das umgewandelte Licht ist von dem Leuchtstoff emittiertes Fluoreszenzlicht. Das gelbe Licht, das von dem Leuchtstoff in einer Richtung entgegengesetzt zu einer Fortpflanzungsrichtung eines optischen Pfads ausgestrahlt wird, wird durch das Wellenlängen-Auswahlfilter (ein Wellenlängen-Auswahlteil) in der Fortpflanzungsrichtung des optischen Pfads reflektiert. Auf diese Weise kann der Lichtausnutzungs-Wirkungsgrad verbessert werden. Zusätzlich hat der Leuchtstoff eine Eigenschaft des Durchlassens eines Teils des blauen Lichts (des Anregungslichts) anstelle des Umwandelns des gesamten blauen Lichts (des Anregungslichts) in das gelbe Licht (das umgewandelte Licht). Somit kann weißes Licht, das eine Mischung aus dem gelben Licht (dem umgewandelten Licht) mit der gelben Wellenlänge und dem blauen Licht (dem Anregungslicht) mit der blauen Wellenlänge ist, erhalten werden.
Die „Fortpflanzungsrichtung des optischen Pfads“ ist eine Richtung, in der das von der Lichtquellenvorrichtung, der Fahrzeug-Lampenvorrichtung oder dergleichen emittierte Licht sich fortpflanzt. Das heißt, die „Fortpflanzungsrichtung des optischen Pfads“ ist eine Lichtfortpflanzungsrichtung des optischen Pfads.
Patentdokument 2 scheint eine Beleuchtungsvorrichtung zu beschreiben, die aufweist: ein Lichtemissionselement mit einer LED als fester Lichtquelle und einer Fluoreszenzsubstanz, die durch Lichtemission von der LED angeregt wird; einem Reflexionselement mit einer Retroreflexionseigenschaft zum Reflektieren von nicht-wirksamem Licht, das von dem Lichtemissionselement nicht in einen vorgeschriebenen Bereich abgestrahlt wird, in Richtung des Lichtemissionselements.
Patentdokument 3 beschreibt ein laseroptisches System für eine Frontscheinwerferlampe, aufweisend eine Laserdiode, welche Licht emittiert, einen fluoreszierenden Körper, welcher vor der Laserdiode angeordnet ist und welcher mit dem Licht von der Laserdiode emittierten Licht reagiert, um dadurch Weißlicht auszugeben, und eine interne reflektierende Fläche, welche Licht, das auf den fluoreszierenden Körper eingefallen ist und zurückgestreut worden ist, zu dem fluoreszierenden Körper reflektiert.
Patentdokument 4 offenbart eine Lichtleitfaser-Beleuchtungsvorrichtung, umfassend eine Anregungslichtquelle, eine erste optische Faser, eine zweite optische Faser, eine Wellenlängenumwandlungseinheit und ein Reflexionselement. Die erste optische Faser leitet das von der Anregungslichtquelle emittierte Anregungslicht. Die Wellenlängenumwandlungseinheit empfängt das Anregungslicht, das aus der ersten optischen Faser austritt, um ein wellenlängenumgewandeltes Licht mit einer Wellenlänge zu erzeugen, die sich von der des Anregungslichts unterscheidet. Die zweite optische Faser leitet zumindest einen Teil des wellenlängenumgewandelten Lichts, das von der Wellenlängenumwandlungseinheit erzeugt wird. Das Reflexionselement reflektiert von dem reflektierten gestreuten Licht und/oder dem wellenlängenumgewandelten Licht, das von der Wellenlängenumwandlungseinheit erzeugt wird, zumindest einen Teil, der nicht direkt auf den Einfallsbereich der zweiten optischen Faser auftrifft, in Richtung des Einfallsbereichs der zweiten optische Faser.
Patentdokument 5 offenbart einen Fahrzeugscheinwerfer, umfassend ein Laserlichtquellenmodul. Das Laserlichtquellenmodul umfasst eine Laserdiode, welche einen Laserstrahl erzeugt. Ein Leuchtstoff ist vor der Laserdiode angebracht, um mit Licht der Laserdiode zu reagieren, um weißes Licht auszugeben. Ein Kurzwellenpassfilter ist mit dem Leuchtstoff gekoppelt, um einen Laserstrahl von der Laserdiode zu dem Leuchtstoff zu übertragen und Licht des Laserstrahls, der auf den Leuchtstoff einfällt, welches in Richtungen gestreut wird, die eine Lichteinfallsfläche des Leuchtstoffs umgehen, zurück zu reflektieren.
DOKUMENTE DES STANDES DER TECHNIK
PATENTDOKUMENTE

PATENTDOKUMENT 1: JP 2009 - 266 437 A1
PATENTDOKUMENT 2: JP 2013 - 222 646 A
PATENTDOKUMENT 3: DE 10 2014 111 429 A1
PATENTDOKUMENT 4: US 2009/0 040 598 A1
PATENTDOKUMENT 5: DE 10 2014 221 118 A1

KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
DURCH DIE ERFINDUNG ZU LÖSENDES PROBLEM
Jedoch wird das gelbe Licht (das umgewandelte Licht), das von dem Leuchtstoff in einer Richtung entgegengesetzt zu der Fortpflanzungsrichtung des optischen Pfads ausgestrahlt wird, von dem Wellenlängen-Auswahlfilter in der Fortpflanzungsrichtung des optischen Pfads reflektiert. Zusätzlich geht das blaue Licht (das Anregungslicht), das von dem Leuchtstoff in der Richtung entgegengesetzt zu der Fortpflanzungsrichtung des optischen Pfads ausgestrahlt wird, durch das Wellenlängen-Auswahlfilter hindurch.
Somit ist das Licht, das von dem Leuchtstoff in der Richtung entgegengesetzt zu der Fortpflanzungsrichtung des optischen Pfads ausgestrahlt und durch das Wellenlängen-Auswahlfilter reflektiert wird, reflektiertes Licht mit nur der Wellenlänge des gelben Lichts (des umgewandelten Lichts). Demgegenüber ist das zusammengesetzte Licht (das weiße Licht) Licht, das durch Zusammensetzen des blauen Lichts (des Anregungslichts) und des gelben Lichts (des umgewandelten Lichts) erhalten wird. Mit anderen Worten, das zusammengesetzte Licht (das weiße Licht) hat eine Wellenlänge, die von der des reflektierten Lichts verschieden ist. Die verschiedene Wellenlänge ist die Wellenlänge des blauen Lichts (des Anregungslichts).
Weiterhin erreicht gemäß der im Patentdokument 1 beschriebenen Technik hinsichtlich des von dem Wellenlängen-Auswahlfilter reflektierten Lichts, wenn ein Lichtstrahl durch das Wellenlängen-Auswahlfilter unter einem großen Reflexionswinkel reflektiert wird, der Lichtstrahl einen weiten Bereich des Leuchtstoffs. In diesem Fall ist die Größe eines Lichtquellenbilds, das durch das reflektierte Licht gebildet wird, auf dem Leuchtstoff größer als die Größe eines Lichtquellenbilds, das durch das zusammengesetzte Licht auf dem Leuchtstoff gebildet wird. Mit anderen Worten, das Lichtquellenbild, das auf dem Leuchtstoff gebildet wird, hat die Wellenlänge des zusammengesetzten Lichts in der Mitte und hat die Wellenlänge des reflektierten Lichts an der Peripherie. Beispielsweise wird weißes Licht von der Mitte des Leuchtstoffs ausgestrahlt, und gelbes Licht wird von der Peripherie ausgestrahlt. Somit erscheint eine Farbungleichheit auf einer Oberfläche, die von der Fahrzeug-Lampenvorrichtung beleuchtet wird.
Hier zeigt das „Lichtquellenbild“ einen Lichtemissionsbereich auf einer Seite der Fortpflanzungsrichtung des optischen Pfads hinsichtlich des von dem Leuchtstoff emittierten Lichts an. Mit anderen Worten, es wird angezeigt, dass der durch das reflektierte Licht gebildete Bereich größer als der Bereich ist, der durch das von dem Leuchtstoff emittierte zusammengesetzte Licht gebildet wird.
Die vorliegende Erfindung wurde gemacht, um das vorgenannte Problem zu lösen, und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lichtquellenvorrichtung und eine Fahrzeug-Lampenvorrichtung anzugeben, die den Lichtausnutzungs-Wirkungsgrad verbessern und die Farbungleichmäßigkeit verringern.
MITTEL ZUM LÖSEN DES PROBLEMS
Das Problem wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Lichtquellenvorrichtung gemäß Anspruch 1, eine Lichtquellenvorrichtung gemäß Anspruch 2, eine Beleuchtungsvorrichtung gemäß Anspruch 5 und eine Fahrzeug-Lampenvorrichtung gemäß Anspruch 6. Die im Folgenden als Ausführungsbeispiele bezeichneten Beispiele dienen der Veranschaulichung der in den unabhängigen Ansprüchen definierten Erfindung.
Eine Lichtquellenvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung enthält: eine Lichtquelle zum Emittieren von Anregungslicht; ein Wellenlängen-Umwandlungsteil, das einen ersten Bereich enthält, der mit dem Anregungslicht bestrahlt wird, wobei umgewandeltes Licht mit einer Wellenlänge, die von einer Wellenlänge des Anregungslichts verschieden ist, von dem ersten Bereich ausgestrahlt wird; und ein rückstrahlendes optisches Teil zum Reflektieren des umgewandelten Lichts zu dem ersten Bereich, wobei der erste Bereich ein Bereich ist, der ein Teil des Wellenlängen-Umwandlungsteils ist.
WIRKUNGEN DER ERFINDUNG
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, eine Lichtquellenvorrichtung und eine Fahrzeug-Lampenvorrichtung anzugeben, die in der Lage sind, den Lichtausnutzungs-Wirkungsgrad zu verbessern und das Auftreten von Farbungleichmäßigkeit zu unterdrücken.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

1 ist ein Konfigurationsdiagramm, das schematisch Hauptkomponenten einer Fahrzeug-Lampenvorrichtung nach dem Ausführungsbeispiel 1 der vorliegenden Erfindung illustriert.
2A zeigt einen Stand der Technik, und 2B zeigt schematische Diagramme, die eine Konfiguration und Lichtstrahlenpfade nach dem Ausführungsbeispiel 1 illustrieren.
3A bis 3D zeigen Konfigurationsdiagramme eines rückstrahlenden optischen Teils nach dem Ausführungsbeispiel 1.
4A bis 4D zeigen erläuternde Diagramme, die Veränderungen des rückstrahlenden optischen Teils nach dem Ausführungsbeispiel 1 illustrieren.
5A und 5B zeigen erläuternde Diagramme, die ein Ergebnis einer Lichtstrahlensimulation eines Musters 1 bei einem im Patentdokument 1 beschriebenen Ausführungsbeispiel illustrieren.
6A und 6B zeigen erläuternde Diagramme, die ein Ergebnis einer Lichtstrahlensimulation eines Musters 2 nach dem im Patentdokument 1 beschriebenen Ausführungsbeispiel illustrieren.
7A und 7B zeigen erläuternde Diagramme, die ein Ergebnis einer Lichtstrahlensimulation des Musters 1 bei dem Ausführungsbeispiel 1 illustrieren.
8A und 8B zeigen erläuternde Diagramme, die ein Ergebnis einer Lichtstrahlensimulation des Musters 2 bei dem Ausführungsbeispiel 1 illustrieren.
9 ist ein Konfigurationsdiagramm, das schematisch Hauptkomponenten einer Fahrzeug-Lampenvorrichtung nach dem Ausführungsbeispiel 2 der vorliegenden Erfindung illustriert.
10A und 10B zeigen Detailansichten, die eine rückstrahlende Struktur nach dem Ausführungsbeispiel 2 illustrieren.
11 ist ein Konfigurationsdiagramm, das ein anderes Beispiel für die rückstrahlende Struktur nach dem Ausführungsbeispiel 2 illustriert.
12A und 12B zeigen erläuternde Diagramme, die ein Ergebnis einer Lichtstrahlensimulation des Musters 1 nach dem Ausführungsbeispiel 2 illustrieren.
13A und 13B zeigen erläuternde Diagramme, die ein Ergebnis einer Lichtstrahlensimulation des Musters 2 nach dem Ausführungsbeispiel 2 illustrieren.
14 ist ein Konfigurationsdiagramm, das schematisch Hauptkomponenten einer Fahrzeug-Lampenvorrichtung nach dem Ausführungsbeispiel 3 der vorliegenden Erfindung illustriert.
15 ist ein Konfigurationsdiagramm eines rückstrahlenden optischen Teils nach dem Ausführungsbeispiel 3 der vorliegenden Erfindung.
16 ist ein erläuterndes Diagramm, das eine Veränderung des rückstrahlenden optischen Teils nach dem Ausführungsbeispiel 3 der vorliegenden Erfindung illustriert.
17 ist ein Konfigurationsdiagramm, das schematisch Komponenten einer Fahrzeug-Lampenvorrichtung, die einen ellipsenförmigen Kondensationslichtpunkt bildet, gemäß dem Ausführungsbeispiel 1 der vorliegenden Erfindung illustriert.

ART DER AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
Die folgenden Ausführungsbeispiele werden beschrieben, indem eine Fahrzeug-Lampenvorrichtung als ein Beispiel genommen wird. Jedoch kann, wie nachfolgend beschrieben wird, eine Lichtquellenvorrichtung in der vorliegenden Anmeldung auch als eine allgemeine Beleuchtungsvorrichtung verwendet werden. Insbesondere kann die Lichtquellenvorrichtung auch für eine Teilbeleuchtung oder dergleichen verwendet werden, wobei eine Beleuchtungsfläche auf einen Teil eines Bereichs beschränkt ist.
Ausführungsbeispiel 1
1 ist ein Konfigurationsdiagramm, das schematisch Hauptkomponenten einer Fahrzeug-Lampenvorrichtung 1 nach dem Ausführungsbeispiel 1 der vorliegenden Erfindung illustriert. Nachfolgend wird das Ausführungsbeispiel 1 der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
Die folgenden Ausführungsbeispiele werden durch Verwendung des XYZ-Koordinatensystems beschrieben, um die Beschreibung zu erleichtern. Die X-Achse entspricht einer Rechts-links-Richtung, wenn man in Fortpflanzungsrichtung des optischen Pfads der Fahrzeug-Lampenvorrichtung 1 blickt. Die +X-Achsenrichtung entspricht der linken Seite, und die -X-Achsenrichtung entspricht der rechten Seite, wenn man in Fortpflanzungsrichtung des optischen Pfads der Fahrzeug-Lampenvorrichtung 1 blickt. Die Y-Achse entspricht einer Aufwärts-abwärts-Richtung der Fahrzeug-Lampenvorrichtung 1. Die +Y-Achsenrichtung entspricht der oberen Seite, und die -Y-Achsenrichtung entspricht der unteren Seite. Beispielsweise zeigt „obere Seite“ die Richtung zum Himmel an, und „untere Seite“ zeigt die Richtung zum Boden an. Die Z-Achse entspricht der Richtung von vorn nach hinten der Fahrzeug-Lampenvorrichtung 1. Die +Z-Achsenrichtung ist die Vorwärtsrichtung, und die -Z-Achsenrichtung ist die Rückwärtsrichtung. Die +Z-Achsenrichtung ist die Fortpflanzungsrichtung des optischen Pfads. Das XYZ-Koordinatensystem wird auch bei der Beschreibung von Lichtquellenvorrichtungen 1090 und 1130 nach den unten beschriebenen anderen Ausführungsbeispielen verwendet, um die Beschreibung zu erleichtern.
Wie in 1 illustriert ist, enthält die Lichtquellenvorrichtung 1000 nach dem vorliegenden Ausführungsbeispiel 1 ein lichtemittierendes Halbleiterelement 2, ein optisches Kondensatorteil 5, ein rückstrahlendes optisches Teil 9 und ein Wellenlängen-Umwandlungsteil 4. Die Fahrzeug-Lampenvorrichtung 1 enthält die Lichtquellenvorrichtung 1000 und ein optisches Projektionsteil 6.
„Rückstrahlung“ ist eine Erscheinung, bei der Licht, das auf ein Objekt aufgetroffen ist, zurück in eine Lichtauftreffrichtung reflektiert wird. Das heißt, „Rückstrahlung“ ist eine Erscheinung, bei der auftreffendes Licht in die Lichtauftreffrichtung zurückreflektiert wird. Beispielsweise wird Licht, das auf eine Glasperle unter einem Auftreffwinkel A_in aufgetroffen ist, an ihrer Oberflächen gebrochen, innerhalb der Glasperle reflektiert, wieder an der Oberfläche gebrochen und verlässt die Glasperle. Da der Auftreffwinkel A_in schließlich gleich einem Austrittswinkel A_out wird, wird das Licht zu der Lichtauftreffrichtung zurückgeführt.
(Konfigurationen der Fahrzeug-Lampenvorrichtung 1 und der Lichtquellenvorrichtung 1000)
Das lichtemittierende Halbleiterelement 2 ist eine Lichtquelle zum Anregen des Wellenlängen-Umwandlungsteils 4. Beispielsweise ist das lichtemittierende Halbleiterelement 2 eine lichtemittierende Diode (LED), eine Laserdiode (LD) oder dergleichen. Das lichtemittierende Halbleiterelement 2 emittiert Anregungslicht 50. Das Anregungslicht 50 ist beispielsweise blaues Licht mit einer mittleren Wellenlänge innerhalb eines Bereichs von 435 nm bis 480 nm. Alternativ kann das Anregungslicht 50 beispielsweise ultraviolettes mit einer mittleren Wellenlänge innerhalb eines Bereichs von 355 nm bis 405 nm sein.
Das Wellenlängen-Umwandlungsteil 4 enthält einen Leuchtstoffteil 4a. Zusätzlich kann das Wellenlängen-Umwandlungsteil 4 ein Leuchtstoff-Stützteil 4b enthalten. In 1 ist das Wellenlängen-Umwandlungsteil 4 beispielsweise wie eine zu der XY-Ebene parallele Platte geformt.
Der Leuchtstoffteil 4a wird durch das Anregungslicht 50 angeregt. Der angeregte Leuchtstoffteil 4a strahlt umgewandeltes Licht 51 aus. Das umgewandelte Licht 51 ist Fluoreszenzlicht.
Das Anregungslicht 50 wird von dem lichtemittierenden Halbleiterelement 2 ausgestrahlt. Das umgewandelte Licht 51 hat eine Wellenlänge, die von der des Anregungslichts 50 verschieden ist. Von dem umgewandelten Licht 51 ist umgewandeltes Licht 51a Licht, das in der +Z-Achsenrichtung von dem Leuchtstoffteil 4a ausgestrahlt wird. Von dem umgewandelten Licht 51 ist umgewandeltes Licht 51b Licht, das in der-Z-Achsenrichtung von dem Leuchtstoffteil 4a ausgestrahlt wird.
Wenn das lichtemittierende Halbleiterelement 2, das blaues Licht als das Anregungslicht 50 emittiert, verwendet wird, wird ein Leuchtstoff, der durch das blaue Licht angeregt wird und gelbes Licht abstrahlt, als der Leuchtstoffteil 4a verwendet. Somit wird das umgewandelte Licht 51 gelbes Licht mit einer mittleren Wellenlänge innerhalb eines Bereichs von beispielsweise 500 nm bis 600 nm. Gelb ist die komplementäre Farbe zu Blau.
In diesem Fall kann anstelle des Leuchtstoffs, der gelbes Licht emittiert, ein Leuchtstoff verwendet werden, der eine Mischung aus einem Leuchtstoff, der grünes Licht emittiert, und einem Leuchtstoff, der rotes Licht emittiert, ist. Wenn das lichtemittierende Halbleiterelement 2, das ultraviolettes Licht emittiert, verwendet wird, kann ein Leuchtstoff, der eine Mischung aus drei Arten von Leuchtstoffen für Blau, Grün und Rot ist, verwendet werden.
Es ist nicht notwendigerweise erforderlich, dass der Leuchtstoffteil 4a das gesamte Anregungslicht 50 in das umgewandelte Licht 51 umwandelt. Das heißt, der Leuchtstoffteil 4a wandelt einen Teil des Anregungslichts 50 in das umgewandelte Licht 51 um.
Zusätzlich lässt der Leuchtstoffteil 4a einen Teil des Anregungslichts 50 durch. Der Leuchtstoffteil 4a streut einen Teil des Anregungslichts 50, der durchgelassen wird. Der Leuchtstoffteil 4a streut einen Teil des Anregungslichts 50 und lässt diesen durch. In diesem Fall kann Licht, bei dem die Wellenlänge des Anregungslichts 50 und die Wellenlänge des umgewandelten Lichts 51 gemischt sind, erhalten werden.
Die Fahrzeug-Lampenvorrichtung 1 kann weißes Licht mit einer Farbtemperatur von 6500 K von gelbem Licht (dem umgewandelten Licht 51) mit einer Farbtemperatur von beispielsweise 2500 K ausgeben. Um beispielsweise weißes Licht von gelbem Licht (dem umgewandelten Licht 51) auszugeben, wird blaues Licht (das Anregungslicht 50) benötigt. Das heißt, die Wellenlänge des Anregungslichts 50 ist kürzer als die des umgewandelten Lichts 51.
Das Leuchtstoff-Stützteil 4b ist ein Stützteil, auf das der Leuchtstoffteil 4a aufgebracht ist. In 1 befindet sich das Leuchtstoff-Stützteil 4b auf der - Z-Achsenseite des Leuchtstoffteils 4a. Das heißt, das Anregungslicht 50 geht durch das Leuchtstoff-Stützteil 4b hindurch und erreicht den Leuchtstoffteil 4a.
Das Leuchtstoff-Stützteil 4b hat hohe Durchlässigkeit. Das heißt, das Leuchtstoff-Stützteil 4b ermöglicht dem Anregungslicht 50 und dem umgewandelten Licht 51, durch es hindurchzugehen.
Weiterhin ist es wünschenswert, dass das Leuchtstoff-Stützteil 4b wärmebeständig ist. Beispielsweise ist das Leuchtstoff-Stützteil 4b ein wärmebeständiges Glasteil.
Wenn seitlichen Oberflächen des Leuchtstoffteils 4a gehalten werden, braucht das Leuchtstoff-Stützteil 4b nicht vorhanden zu sein. Zusätzlich kann, wenn ein Mittel genommen wird, das einen wie eine Platte geformten Leuchtstoffteil 4a verwendet, auf das Leuchtstoff-Stützteil 4b verzichtet werden.
Das optische Kondensatorteil 5 ist ein optisches System, das das Anregungslicht 50 auf den Leuchtstoffteil 4a kondensiert. Das optische Kondensatorteil 5 ist beispielsweise eine Linse. Mit anderen Worten, das optische Kondensatorteil 5 ist beispielsweise eine Kondensatorlinse.
Das optische Kondensatorteil 5 macht einen Auftreffbereich, wenn ein kondensierter Lichtfluss das Wellenlängen-Umwandlungsteil 4 erreicht, kleiner als einen Auftreffbereich, wenn der Lichtfluss das optische Kondensatorelement 5 erreicht. Das optische Kondensatorteil 5 macht einen Auftreffbereich, wenn der kondensierte Lichtfluss den Leuchtstoffteil 4a erreicht, kleiner als den Auftreffbereich, wenn der Lichtfluss das optische Kondensatorteil 5 erreicht. In dem Fall, dass der Lichtfluss wie ein Kreis geformt ist, macht das optische Kondensatorteil 5 den Lichtflussdurchmesser des kondensierten Lichtflusses, wenn er den Leuchtstoffteil 4a erreicht, kleiner als den Lichtflussdurchmesser des Lichtflusses, wenn er das optische Kondensatorteil 5 erreicht.
In 1 befindet sich das optische Kondensatorteil 5 auf der +Z-Achsenseite des lichtemittierenden Halbleiterelements 2. Weiterhin befindet sich das optische Kondensatorteil 5 auf der -Z-Achsenseite des Wellenlängen-Umwandlungsteils 4. Das optische Kondensatorteil 5 befindet sich auf der -Z-Achsenseite des rückstrahlenden optischen Teils 9, das nachfolgend beschrieben wird. Das heißt, das optische Kondensatorteil 5 befindet sich zwischen dem lichtemittierenden Halbleiterelement 2 und dem rückstrahlenden optischen Teil 9.
Das von dem lichtemittierenden Halbleiterelement 2 emittierte Anregungslicht 50 tritt in das optische Kondensatorteil 5 ein. Das optische Kondensatorteil 5 emittiert das Anregungslicht 50 zu dem Wellenlängen-Umwandlungsteil 4. Das optische Kondensatorteil 5 wandelt das Anregungslicht 50 in kondensiertes Licht um. Das von dem optischen Kondensatorteil 5 kondensierte Licht erreicht den Leuchtstoffteil 4a.
Das optische Kondensatorteil 5 in 1 ist aus Gründen der Einfachheit eine plankonvexe Linse. Das optische Kondensatorteil 5 kann eine Doppelkonvexlinse sein. Alternativ kann das optische Kondensatorteil 5 durch Verwendung mehrerer Linsen gebildet sein. Alternativ kann das optische Kondensatorteil 5 ohne Verwendung von Linsen gebildet sein. Zum Beispiel kann das optische Kondensatorteil 5 durch Verwendung eines Reflektors, eines reflektierenden Spiegels, eines Lichtleiters oder dergleichen gebildet sein.
Wenn ein Lichtleiter verwendet wird, wird das Anregungslicht 50 nicht auf dem Leuchtstoffteil 4a kondensiert, sondern das Anregungslicht 50 wird zu dem Leuchtstoffteil 4a geleitet. „Licht leiten“ bedeutet das Führen von Licht zu einer entfernten Position. Das heißt, das optische Kondensatorteil 5 ist ein Führungsteil, das das Anregungslicht 50 zu dem Leuchtstoffteil 4a führt. Somit führt das optische Kondensatorteil 5 das Anregungslicht 50 zu der Position eines Kondensationslichtpunkts 8 auf dem Leuchtstoffteil 4a.
Beispielsweise führt der Lichtleiter zu einer entfernten Position durch Reflektieren des Lichts innerhalb des Lichtleiters. Der Lichtleier ist ein optisches Element, das verwendet wird, um eine gleichförmige Oberflächenlichtquelle zu erhalten, indem Licht mehrere Male durch Seitenflächen einer polygonalen Säule oder einer polygonalen Pyramide reflektiert wird. Der Lichtleiter wird auch als ein Homogenisierer bezeichnet. Ein Typ von Lichtleiter ist ein hohler Lichtleiter mit Seitenflächen, die durch Spiegel gebildet sind; ein anderer Typ von Lichtleiter ist ein Lichtleiter, der eine polygonale Säule ist, die aus einer lichtdurchlässigen Substanz, wie Glas, besteht, und eine Gesamtreflexion durch seine Seitenflächen verwendet. Der Erstgenannte wird auch als Lichttunnel bezeichnet, und der Zweitgenannte wird auch als Stab bezeichnet.
Das optische Kondensatorteil 5 kondensiert das Anregungslicht 50 und bildet den Kondensationslichtpunkt 8 auf dem Leuchtstoffteil 4a. Je kleiner die Größe des Kondensationslichtpunkts 8 ist, desto kleiner kann die Größe des optischen Projektionssystems gemacht werden. Beispielsweise ist es bevorzugt, dass der Kondensationslichtpunkt 8 einen Durchmesser in einem Bereich von 0,2 mm bis 2,0 mm hat. Weiterhin muss der Kondensationslichtpunkt nicht notwendigerweise auf dem Leuchtstoffteil 4a liegen. Beispielsweise kann durch Bewegen des Kondensationslichtpunkts auf der optischen Achse die Größe des Kondensationslichtpunkts 8 verändert werden.
Der Kondensationslichtpunkt 8 ist ein Lichtquellenbild, das auf dem Wellenlängen-Umwandlungsteil 4 gebildet wird.
Es ist nicht erforderlich, dass der Kondensationslichtpunkt 8 eine Kreisform hat. Beispielsweise können die Brechkraft in der X-Achsenrichtung und die Brechkraft in der Y-Achsenrichtung des optischen Kondensatorteils 5 verschiedene Werte haben. Das heißt, eine ringförmige Linse kann als das optische Kondensatorteil 5 verwendet werden. Alternativ kann eine zylindrische Linse als das optische Kondensatorteil 5 verwendet werden. Divergenzwinkel des Anregungslichts 50 zu der Zeit der Emission von dem optischen Kondensatorteil 5 können in zwei Richtungen, die zu der optischen Achse des optischen Kondensatorteils 5 senkrecht und zueinander orthogonal sind, unterschiedlich gemacht werden. Alternativ kann beispielsweise eine nichtsphärische Linse mit einer Brechkraft in der X-Achsenrichtung, die verschieden von der Brechkraft in der Y-Achsenrichtung ist, als das optische Kondensatorteil 5 verwendet werden. Die Brechkraft in der Y-Achsenrichtung ist größer als die Brechkraft in der X-Achsenrichtung.
Die ringförmige Linse ist eine Linse mit einer Oberfläche, die unterschiedliche Krümmungen in zwei Achsenrichtungen hat, die sich unter rechten Winkeln schneiden, wie eine Oberfläche einer Tonne oder eine Oberfläche einer Ringröhre. Die zylindrische Linse hat eine Krümmung in einer Richtung (einer ersten Richtung) und keine Krümmung in einer Richtung (einer zweiten Richtung) senkrecht zu der einen Richtung (der ersten Richtung). Wenn Licht auf die zylindrische Linse fällt, konvergiert oder divergiert das Licht in nur einer Richtung. Wenn paralleles Licht auf eine konvexförmige zylindrische Linse fällt, wird das Licht gesammelt, um eine Lichtlinie zu bilden. Diese Linie aus gesammeltem Licht wird als eine Brennpunktlinie bezeichnet. Weiterhin enthält eine ringförmige Linse eine zylindrische Linse.
Zusätzlich kann beispielsweise die Form einer Austrittsfläche des Lichtleiters eine andere als eine kreisförmige oder eine quadratische Form haben. Das heißt, die Form der Austrittsfläche des Lichtleiters kann beispielsweise elliptisch, rechtwinklig oder dergleichen sein.
Mit diesen Komponenten kann die Form des auf das optische Projektionsteil 6 projizierten Leuchtmusters geändert werden. Das Leuchtmuster ist die Form eines Bereichs auf dem Leuchtstoffteil 4a, von dem Lichtstrahlen emittiert werden. Die von dem Leuchtstoffteil 4a emittierten Lichtstrahlen sind das Anregungslicht 50 und das umgewandelte Licht 51. In dem Ausführungsbeispiel ist der auf dem Leuchtstoffteil 4a gebildete Bereich beispielsweise als der Kondensationslichtpunkt 8 illustriert.
Durch Bilden eines Lichtverteilungsmusters auf dem Leuchtstoffteil 4a kann beispielsweise ein für eine Fahrzeug-Lampenvorrichtung gebildetes Lichtverteilungsmuster leicht erzeugt werden.
Das für eine Fahrzeug-Lampenvorrichtung verwendete Lichtverteilungsmuster hat beispielsweise eine Form, die in der horizontalen Richtung lang ist und in der vertikalen Richtung kurz ist. Somit kann beispielsweise durch Bilden eines rechteckförmigen Beleuchtungsbereichs auf dem Leuchtstoffteil 4a dieser für eine Fahrzeug-Lampenvorrichtung verwendet werden. Alternativ kann durch Bilden beispielsweise eines ellipsenförmigen Beleuchtungsbereichs auf dem Leuchtstoffteil 4a dieser für eine Fahrzeug-Lampenvorrichtung verwendet werden.
Zusätzlich kann durch Bilden verschieden geformter Lichtverteilungsmuster das vorliegende Ausführungsbeispiel leicht für die Beleuchtung zum Beleuchten eines beschränkten Bereichs verwendet werden. Beispielsweise kann durch Projizieren eines Lichtverteilungsmusters, das auf dem Leuchtstoffteil 4a gebildet ist, eine Beleuchtungsvorrichtung, die einen Teil einer Wand beleuchtet, leicht realisiert werden.
17 ist ein Konfigurationsdiagramm, das schematisch Hauptkomponenten einer Fahrzeug-Lampenvorrichtung 119, die eine ellipsenförmigen Kondensationslichtpunkt 8 bildet, illustriert.
17 illustriert ein Beispiel, bei dem ein optisches Kondensatorteil 5 einer Fahrzeug-Lampenvorrichtung 109, die in 9 illustriert ist, geändert ist. Mit Bezug auf ein optisches Kondensatorteil 5a einer Fahrzeug-Lampenvorrichtung 119 sind zu einer Zeit der Emission von dem optischen Kondensatorteil 5a Divergenzwinkel des Anregungslichts 50 in zwei Richtungen, die senkrecht zu der optischen Achse des optischen Kondensatorteils 5a und senkrecht zueinander sind, unterschiedlich. In 17 ist der Divergenzwinkel in der X-Achsenrichtung größer als der Divergenzwinkel in der Y-Achsenrichtung. Beispielsweise ist das optische Kondensatorteil 5a eine ringförmige Linse.
Der auf dem Leuchtstoffteil 4a gebildete Kondensationslichtpunkt 8 hat eine elliptische Form. In 17 entspricht die X-Achsenrichtung der Hauptachse, und die Y-Achsenrichtung entspricht der Nebenachse. Das optische Projektionsteil 6 projiziert das ellipsenförmige Leuchtmuster, das auf dem Leuchtstoffteil 4a gebildet ist, auf eine beleuchtete Oberfläche 7.
Wenn das Anregungslicht 50 nicht kondensiert zu werden braucht, beispielsweise wenn das lichtemittierende Halbleiterelement 2 ein Laserelement oder dergleichen ist, kann das optische Kondensatorteil 5 weggelassen werden.
Das optische Projektionsteil 6 ist ein optisches System, das das Anregungslicht 50, das durch den Leuchtstoffteil 4a hindurchgegangen ist, und das umgewandelte Licht 51, das von dem Leuchtstoffteil 4a ausgestrahlt wurde, auf die beleuchtete Oberfläche 7 projiziert. Beispielsweise ist das optische Projektionsteil 6 eine Projektorlinse.
Das Anregungslicht 50 wird, wenn es beispielsweise durch den Leuchtstoffteil 4a hindurchgeht, gestreut. Das umgewandelte Licht 51 wird beispielsweise isotrop von dem Leuchtstoffteil 4a ausgestrahlt. „Isotrop“ bedeutet, dass eine Eigenschaft oder Verteilung eines Objekts nicht von einer Richtung abhängt. Hier bedeutet es, dass die Strahlungsmenge des umgewandelten Lichts 51 nicht von der Richtung abhängt. Das heißt, die Lichtverteilung des umgewandelten Lichts 51 ist eine Lambert-Lichtverteilung. Bei der Lambert-Lichtverteilung ist die Richtfähigkeit der Lichtverteilung weit, und die Helligkeit einer Leuchtfläche ist im Wesentlichen gleich, ungeachtet der Betrachtungsrichtungen.
Beispielsweise sind die Leuchtfläche des Leuchtstoffteils 4a und die beleuchtete Oberfläche 7 in optisch konjugierten Positionen. Das heißt, die Position in der Z-Achsenrichtung des Brennpunkts des optischen Projektionsteils 6 stimmt mit der Position in der Z-Achsenrichtung des Leuchtstoffteils 4a überein. Der Brennpunkt des optischen Projektionsteils 6 befindet sich auf einer Oberfläche, die eine Oberfläche 4ao des Leuchtstoffteils 4a auf der +Z-Achsenseite enthält. Die Position in der Z-Achsenrichtung des Leuchtstoffteils 4a ist beispielsweise die Position der Oberfläche 4ao des Leuchtstoffteils 4a auf der +Z-Achsenseite. Die Oberfläche 4ao des Leuchtstoffteils 4a auf der +Z-Achsenseite ist eine Austrittsfläche des Leuchtstoffteils 4a. In diesem Fall wird ein Lichtquellenbild des Leuchtstoffteils 4a auf die beleuchtete Oberfläche 7 projiziert.
Das optische Projektionsteil 6 in 1 ist aus Gründen der Einfachheit eine plankonvexe Linse. Jedoch kann das optische Projektionsteil 6 eine Doppelkonvexlinse sein. Alternativ kann das optische Projektionsteil 6 durch Verwendung mehrerer Linsen gebildet sein.
Die beleuchtete Oberfläche 7 ist eine imaginäre Ebene, die an eine vorbestimmte Position vor dem Fahrzeug gesetzt ist. Die beleuchtete Oberfläche 7 ist beispielsweise eine zu der XY-Ebene parallele Fläche.
In dem Fall einer Fahrzeug-Lampenvorrichtung ist die vorbestimmte Position (die beleuchtete Oberfläche 7) vor dem Fahrzeug beispielsweise eine Position, an der die Helligkeit oder die Beleuchtungsstärke der Fahrzeug-Lampenvorrichtung gemessen wird. Die Position der beleuchteten Oberfläche 7 ist durch Straßenverkehrsregeln usw. vorgegeben. Beispielsweise gibt in Europa die UNECE (United Nations Economic Commission for Europe) vor, dass die Helligkeit einer Fahrzeug-Lampenvorrichtung an einer Position, die 25 m von einer Lichtquelle entfernt ist, zu messen ist. In Japan gibt das Japanese Industrial Standards Committee (JIS) vor, dass die Helligkeit an einer Position, die 10 m von einer Lichtquelle entfernt ist, zu messen ist.
In einem Fall einer Beleuchtungsvorrichtung ist die beleuchtete Oberfläche 7 beispielsweise eine Wand, ein Boden oder dergleichen. Somit ist die beleuchtete Oberfläche 7 nicht notwendigerweise eine zu der optischen Achse der Beleuchtungsvorrichtung senkrechte Ebene.
Das rückstrahlende optische Element 9 enthält einen Rückstrahlteil 9a und einen Durchlassteil 9b. Der Rückstrahlteil 9a ist ein Teil, der das umgewandelte Licht 51b, das von dem Leuchtstoffteil 4a in der -Z-Achsenrichtung ausgestrahlt wurde, zurückstrahlt. Der Durchlassteil 9b ist ein Teil, der das Anregungslicht 50, das von dem lichtemittierenden Halbleiterelement 2 emittiert wurde, durchlässt.
Das rückstrahlende optische Teil 9 befindet sich beispielsweise zwischen dem optischen Kondensationsteil 5 und dem Wellenlängen-Umwandlungsteil 4. „Zwischen dem optischen Kondensationsteil 5 und dem Wellenlängen-Umwandlungsteil 4“ zeigt einen optischen Pfad an, der das Anregungslicht 50 von dem optischen Kondensationsteil 5 zu dem Wellenlängen-Umwandlungsteil 6 leitet.
Zusätzlich kann das Anregungslicht 50 von einer Seitenrichtung zwischen dem rückstrahlenden optischen Teil 9 und dem Wellenlängen-Umwandlungsteil 4 emittiert werden, um den Leuchtstoffteil 4a zu bestrahlen. Hier ist die Seitenrichtung eine Richtung senkrecht zu der Z-Achse. Beispielsweise wird das Wellenlängen-Umwandlungsteil 4 aus einer schrägen Richtung mit dem Anregungslicht 50 bestrahlt. Zusätzlich ist ein Reflexionsteil beispielsweise zwischen dem rückstrahlenden optischen Teil 9 und dem Wellenlängen-Umwandlungsteil 4 angeordnet. Dann kann durch Reflexion des von der Seitenrichtung emittierten Anregungslichts 50 durch das Reflexionsteil der Leuchtstoffteil 4a mit dem reflektierten Licht bestrahlt werden. Das Reflexionsteil kann beispielsweise auf der Oberfläche des rückstrahlenden optischen Teils 9 auf der +Z-Achsenseite angeordnet sein. Alternativ kann das Reflexionsteil beispielsweise an der Position des Durchlassteils 9b in 1 angeordnet sein.
Beispielsweise ist das rückstrahlende optische Teil 9 so angeordnet, dass es fest an einer Eintrittsfläche 4bi des Wellenlängen-Umwandlungsteils 4 angebracht ist. Alternativ kann, wie in 1 illustriert ist, das rückstrahlende optische Teil 9 von dem Wellenlängen-Umwandlungsteil 4 weg angeordnet sein.
Aufgrund von Konzentration des Anregungslichts 50 erreicht ein Teil des Kondensationslichtpunkts 8 des Anregungslichts 50 eine hohe Temperatur. Somit ist es, um eine Verschlechterung des rückstrahlenden optischen Teils 9 aufgrund der Wärme zu verhindern, bevorzugt, dass das rückstrahlende optische Teil 9 von dem Wellenlängen-Umwandlungsteil 4 weg angeordnet ist. Auf diese Weise kann das umgewandelte Licht 51b in einem weiten Bereich auf dem rückstrahlenden optischen Teil 9 empfangen werden.
Zusätzlich ist, um ein Temperaturquenching und eine Verschlechterung des Wellenlängen-Umwandlungsteil 4 zu verhindern, das rückstrahlende optische Teil 9 durch Verwendung eines Wärmeabstrahlteils mit hoher thermischer Leitfähigkeit hergestellt und befindet sich in Kontakt mit der Eintrittsfläche 4bi des Wellenlängen-Umwandlungsteils 4. In diesem Fall kann durch Verwendung des rückstrahlenden optischen Teils 9 die Wärme von dem Kondensationslichtpunkt 8, der teilweise eine hohe Temperatur erreicht, abgeführt werden. Das „Temperaturquenching“ ist eine Erscheinung, bei der die Stärke der Fluoreszenzlichtemission durch das Wellenlängen-Umwandlungsteil 4 abnimmt, wenn die Temperatur ansteigt.
Der Rückstrahlteil 9a ist ein optischer Teil, der das umgewandelte in der -Z-Richtung ausgestrahlte Licht 51b des von dem Kondensationslichtpunkt 8 auf dem Leuchtstoffteil 4a ausgestrahlten umgewandelten Lichts 51 zu dem Kondensationslichtpunkt 8 zurückstrahlt. Zusätzlich kann, während 1 den Rückstrahlteil 9a mit einer ebenen Form illustriert, der Rückstrahlteil 9a eine gekrümmte Oberflächenform haben.
Das in der -Z-Richtung abgestrahlte umgewandelte Licht 51b wird beispielsweise isotrop abgestrahlt. In diesem Fall ist es bevorzugt, dass der Rückstrahlteil 9a so gebildet ist, dass er eine Kuppelform hat, die das Wellenlängen-Umwandlungsteil 4 abdeckt. Auf diese Weise kann der Rückstrahlteil 9a das umgewandelte Licht 51b wirksam zurückstrahlen, ohne dass Licht des umgewandelten Lichts 51b entweicht. Die Kuppelform ist beispielsweise eine sphärische Oberflächenform, deren Mitte an der Position des Kondensationslichtpunkts 8 liegt.
Das „entweichende Licht“ meint Licht, das von dem Licht, das von einer Lichtquelle einer Lampenvorrichtung emittiert wird, die Außenseite eines Bereichs eines Bestrahlungsziels erreicht. Beispielsweise ist das entweichende Licht in der -Z-Achsenrichtung von der Fahrzeug-Lampenvorrichtung 1 emittiertes Licht. Als ein anderes Beispiel ist das entweichende Licht ein solches Licht, das die Außenseite eines Bestrahlungsbereichs auf der beleuchteten Oberfläche 7 erreicht, oder dergleichen.
Der Durchlassteil 9b lässt Licht mit der Wellenlänge des Anregungslichts 50 durch. Der Durchlassteil 9b lässt das Anregungslicht 50 durch. Das Anregungslicht 50 geht durch den Durchlassteil 9b hindurch.
Zusätzlich kann der Durchlassteil 9b durch ein Wellenlängen-Auswahlteil ersetzt werden, das Licht mit der Wellenlänge des Anregungslichts 50 durchlässt und Licht mit der Wellenlänge des umgewandelten Lichts 51 reflektiert. Der Durchlassteil 9b kann das umgewandelte Licht 51 durchlassen. In diesem Fall kann, da von dem gesamten umgewandelten Licht 51b das umgewandelte Licht 51b, das von dem Kondensationslichtpunkt 8 zu dem Durchlassteil 9b gestrahlt wird, effizient ausgenutzt werden kann, der Lichtausnutzungs-Wirkungsgrad verbessert werden.
Alternativ kann beispielsweise der Durchlassteil 9b eine in dem Rückstrahlteil 9a gebildete Öffnung sein. Alternativ kann der Durchlassteil 9b beispielsweise durch Anordnen eines Teils, das das Anregungslicht 50 durchlässt, oder des vorgenannten Wellenlängen-Auswahlteils in einer Öffnung, die in dem Rückstrahlteil 9a gebildet ist, gebildet werden.
Der Durchlassteil 9b kann als ein Bereich gebildet sein, der keine Teile hat, die das umgewandelte Licht 51 zurückstrahlen. Der Bereich, der das umgewandelte Licht 51 zurückstrahlt, ist beispielsweise ein Bereich, in welchem sphärische Linsen 1003a, reflektierende Filme 1003d usw., die in 3 illustriert sind, angeordnet sind. In diesem Fall sind beispielsweise ein Linsenbefestigungsteil 1003b und ein Basisteil 1003c des in 3 illustrierten rückstrahlenden Teils 9 durch Teile gebildet, die das Anregungslicht 50 durchlassen.
Jede der sphärischen Linsen 1003a hat eine sphärische Oberflächenform. Beispielsweise ist jede der sphärischen Linsen 1003a durch Verwendung einer Glaskugel als einer Linse gebildet. Die sphärischen Linsen werden auch als Kugellinsen bezeichnet.
Um den Lichtausnutzungs-Wirkungsgrad zu verbessern, ist es bevorzugt, ein Teil mit einer hohen Durchlässigkeit für den Durchlassteil 9b zu verwenden. Die Größe des Durchlassteils 9b ist gleich dem Strahldurchmesser des Anregungslichts 50, wenn das Anregungslicht 50 durch den Durchlassteil 9b durchgelassen wird. Alternativ ist der Durchlassteil 9b größer als der Strahldurchmesser des Anregungslichts 50 um den Betrag, der die bei dem Entwurf auftretende Toleranz enthält.
Das in der -Z-Achsenrichtung ausgestrahlte umgewandelte Licht 51b wird durch das rückstrahlende optische Teil 9 zurückgestrahlt, um sich in der +Z-Achsenrichtung fortzupflanzen. Somit wird der Lichtausnutzungs-Wirkungsgrad der Lichtquellenvorrichtung 1000 verbessert. Zusätzlich wird der Lichtausnutzungs-Wirkungsgrad der Fahrzeug-Lampenvorrichtung 1 verbessert.
(Ursache des Auftretens von Farbungleichmäßigkeit)
2B zeigt schematische Diagramme, in denen Lichtstrahlenpfade innerhalb der Lichtquellenvorrichtung 1000 nach dem Ausführungsbeispiel 1 illustriert sind. 2A illustriert einen Fall einer Lichtquellenvorrichtung 1001, die ein Wellenlängen-Auswahlteil 3 vewendet. 2B illustriert einen Fall der Lichtquellenvorrichtung 1000, die das rückstrahlende optische Teil 9 verwendet.
Eine Ursache des Auftretens von Farbungleichmäßigkeit wird im Einzelnen mit Bezug auf das schematische Diagramm in 2A beschrieben. 2A illustriert einen herkömmlichen Stand der Technik.
Das Wellenlängen-Auswahlteil 3 in 2A reflektiert das in der -Z-Richtung gestrahlte umgewandelte Licht 51b, das sich in der +Z-Richtung fortpflanzt, von dem isotrop von dem Kondensationslichtpunkt 8 ausgestrahlten umgewandelten Licht 51. In diesem Fall ist ein Durchmesser D2 eines Kondensationslichtpunkts 8a, der von dem reflektierten umgewandelten Licht 51b gebildet wird, größer als ein Durchmesser D1 des Kondensationslichtpunkts 8. Die Differenz zwischen den Durchmessern erscheint als Farbungleichmäßigkeit auf der beleuchteten Oberfläche 7.
Die Konfiguration von 2B kann die durch die Konfiguration von 2A bewirkte Farbungleichmäßigkeit verringern.
Das rückstrahlende optische Teil 9 in 2B strahlt das umgewandelte Licht 51b zurück. Ein Durchmesser D3 des Kondensationslichtpunkts 8a, der durch das reflektierte umgewandelte Licht 51b gebildet wird, ist angenähert gleich groß wie der Durchmesser D1 des Kondensationslichtpunkts 8. Der Durchmesser D3 ist kleiner als der Durchmesser D2. Daher kann die Lichtquellenvorrichtung 1000 die Farbungleichmäßigkeit, die durch die Differenz zwischen den Größen der auf dem Leuchtstoffteil 4a gebildeten Lichtquellenbilder bewirkt wird, verringern.
Zusätzlich haben das umgewandelte Licht 51a, das von dem Leuchtstoffteil 4a in der +Z-Richtung ausgestrahlt wird, und das umgewandelte Licht 51b, das durch das rückstrahlende optische Teil 9 zurückgestrahlt und in der +Z-Richtung ausgestrahlt wird, den gleichen Strahlungswinkel. Das heißt, der Strahlungswinkel von zusammengesetztem Licht 51c, das durch Zusammensetzen des umgewandelten Lichts 51a und des umgewandelten Lichts 51b erhalten wird, ist der gleiche wie der Strahlungswinkel des ursprünglichen umgewandelten Lichts 51a. Somit ist bei der Konfiguration der Lichtquellenvorrichtung 1000 die Größe des Lichtquellenbilds (des Kondensationslichtpunkts 8), das von dem Anregungslicht 50 gebildet ist, äquivalent der Größe des Lichtquellenbilds, das von dem umgewandelten Licht 51b gebildet ist.
Aus diesem Grund wird eine Lichtquelle mit einer hohen Leuchtintensität erhalten. Zusätzlich kann die Helligkeitsungleichmäßigkeit des von der Lichtquellenvorrichtung 1000 emittierten Lichts unterdrückt werden. Somit wird die Beleuchtungsungleichmäßigkeit der beleuchteten Oberfläche 7 verringert.
(Konfiguration des rückstrahlenden optischen Teils 9)
3A bis 3D zeigen Konfigurationsdiagramme des rückstrahlenden optischen Teils 9 nach dem Ausführungsbeispiel 1.
3A ist ein schematisches Diagramm, das eine Gesamtkonfiguration des rückstrahlenden optischen Teils 9 illustriert. 3B ist ein Konfigurationsdiagramm des in 3A illustrierten rückstrahlenden optischen Teils 9 als eine Ansicht eines Querschnitts S. 3C ist ein Konfigurationsdiagramm des in 3A illustrierten rückstrahlenden optischen Teils 9 als eine Ansicht des Querschnitts S. 3D ist ein veranschaulichendes Diagramm, das eine Beziehung zwischen einem Brechungsindex und einer Brennweite der sphärischen Linse 1003a illustriert.
Das rückstrahlende optische Teil 9 enthält den Rückstrahlteil 9a und den Durchlassteil 9b.
Der Rückstrahlteil 9a enthält beispielsweise die sphärischen Linsen 1003a und das Linsenbefestigungsteil 1003b. Der Rückstrahlteil 9a kann das Basisteil 1003c und die reflektierenden Filme 1003d enthalten. Beispielsweise sind die sphärischen Linsen 1003a mit einem hohen Brechungsindex in den Rückstrahlteil 9a eingebettet.
In 3B sind die sphärischen Linsen 1003a und die reflektierenden Filme 1003d in Kontakt miteinander. In diesem Fall ist es unter der Annahme, dass der Brechungsindex gleich n ist, bevorzugt, dass der Brechungsindex jeder der sphärischen Linsen 1003a beispielsweise innerhalb eines Bereichs von 1,8 < n < 2, 0 ist. Hierdurch befindet sich der Brennpunkt der sphärischen Linse 1003a auf einer Oberfläche der sphärischen Linse 1003a. In diesem Fall können, solange die sphärischen Linsen 1003a den gleichen Brechungsindex n haben, die sphärischen Linsen 1003a eine unterschiedliche Größe haben.
In 3B zeigt ein Lichtstrahl 51b einen optischen Pfad von von dem Rückstrahlteil 9a zurückgestrahltem Licht an. Nachdem er in die sphärische Linse 1003a eingetreten ist, wird der Lichtstrahl 51b zu der Mitte der sphärischen Linse 1003a hin gebrochen. Nachdem er sich innerhalb der sphärischen Linse 1003a fortgepflanzt hat, wird der Lichtstrahl 51b durch den reflektierenden Film 1003d reflektiert. Nach der Reflexion durch den reflektierenden Film 1003d pflanzt sich der Lichtstrahl 51b innerhalb der sphärischen Linse 1003a fort und wird von der sphärischen Linse 1003a emittiert. Zu der Zeit der Emission von der sphärischen Linse 1003a ist der Lichtstrahl 51b so gebrochen, dass er parallel zu dem Lichtstrahl 51b zu der Zeit des Eintritts in die sphärische Linse 1003a ist.
Das Linsenbefestigungsteil 1003b ist ein Befestigungsteil zum Befestigen der sphärischen Linsen 1003a. Das Linsenbefestigungsteil 1003b enthält konkave Teile mit sphärischer Oberflächenform zum Befestigen der sphärischen Linsen 1003a. Weiterhin ist beispielsweise ein Klebstoff aus Harz, wie einem Acrylharz oder Silikonharz, auf die konkaven Teile des Linsenbefestigungsteils 1003b aufgebracht.
Das Linsenbefestigungsteil 1003b kann durch Verwendung eines Materials mit einer Lichtabsorptionseigenschaft gebildet sein. Dies ermöglicht es, eine Streuung des auf einen Bereich auftreffenden Lichts, der ein anderer als die sphärischen Linsen 1003a auf dem Linsenbefestigungsteil 1003b ist, zu vermeiden.
Die in 3 illustrierten sphärischen Linsen 1003a befinden sich auf einer Oberfläche des Linsenbefestigungsteils 1003b, die eine ebene Form hat. Jedoch ist die Oberfläche, auf der die sphärischen Linsen 1003a angeordnet sind, nicht auf eine flache Oberfläche beschränkt.
Beispielsweise kann das Linsenbefestigungsteil 1003b so gebildet sein, dass es den Kondensationslichtpunkt 8 umgibt. Das heißt, das Linsenbefestigungsteil 1003b ist so gebildet, dass es das umgewandelte Licht 51b, das von dem Wellenlängen-Umwandlungsteil 4 in der -Z-Achsenrichtung ausgestrahlt wird, umgibt. Zusätzlich befinden sich die sphärischen Linsen 1003a auf einer Oberfläche, die so gebildet ist, dass sie das in der Z-Achsenrichtung gestrahlte umgewandelte Licht 51b umgibt. Beispielsweise ist es die Form einer konkaven Oberfläche, die im Ausführungsbeispiel 2 beschrieben wird.
Auf diese Weise kann das von dem Wellenlängen-Umwandlungsteil 4 in der -Z-Achsenrichtung ausgestrahlte umgewandelte Licht 51b in der Richtung des Kondensationslichtpunkts 8 reflektiert werden. Somit kann der Lichtausnutzungs-Wirkungsgrad verbessert werden.
Die Richtung, in der das umgewandelte Licht 51b reflektiert wird, hängt von den sphärischen Linsen 1003a ab. Somit besteht als beim Ausführungsbeispiel 2 keine Notwendigkeit, die Reflexion des umgewandelten Lichts 51b zwecks Bestimmung der konkaven Oberflächenform zu berücksichtigen.
Zusätzlich ist in einem Fall der Verwendung von Mikroprismen oder Mikrospiegeln, der nachfolgend beschrieben wird, wie in dem Fall der Verwendung der sphärischen Linsen 1003a das Befestigungsteil so gebildet, dass es das von dem Wellenlängen-Umwandlungsteil 4 in der -Z-Achsenrichtung ausgestrahlte umgewandelte Licht 51b umgibt.
Beispielsweise ist das Basismaterial 1003c durch Verwendung von Metall, wie etwa Aluminium, hergestellt. Alternativ kann das Basisteil 1003c beispielsweise durch Verwendung von Harzmaterial, wie etwa Acrylharz, hergestellt sein.
Wenn das rückstrahlende optische Teil 9 nahe einer Heizquelle angeordnet ist, ist es bevorzugt, dass das Basisteil 1003c durch Verwendung eines Materials mit hoher thermischer Leitfähigkeit hergestellt ist. Hier ist die Wärmequelle beispielsweise das lichtemittierende Halbleiterelement 2 oder das Wellenlängen-Umwandlungsteil 4 in 1 oder dergleichen.
Die reflektierenden Filme 1003d sind auf der Oberfläche der konkaven Teile des Linsenbefestigungsteils 1003b gebildet. Alternativ können die reflektierenden Filme 1003d auf Oberflächen, die andere als die Oberflächen der konkaven Teile des Basisteils 1003c sind, gebildet sein.
Es ist bevorzugt, dass die reflektierenden Filme 1003d beispielsweise in einem Wellenlängenbereich von 480 nm bis 700 nm ein hohes Reflexionsvermögen haben. Die reflektierenden Filme 1003d sind beispielsweise Metallfilme, wie Aluminiumfilme oder Goldfilme. Alternativ sind die reflektierenden Filme 1003d beispielsweise reflektierende Mehrschichtfilme, die aus mehreren Schichten aus einem dielektrischen Material, wie Aluminiumoxid oder Titanoxid, gebildet sind.
Der auf die konkaven Teile des Linsenbefestigungsteils 1003b aufgebrachte Klebstoff ist beispielsweise auf die reflektierenden Filme 1003d aufgebracht. Wenn Klebstoff verwendet wird, ist es erwünscht, einen Klebstoff mit hoher Durchlasseigenschaft in Bezug auf das umgewandelte Licht 51 auszuwählen. Es ist erwünscht, einen Klebstoff mit hoher Durchlässigkeit in Bezug auf das umgewandelte Licht 51 zu verwenden.
In 3C ist das rückstrahlende optische Teil 9 vom Linseneinbettungstyp. In 3B sind die Eintrittsflächen der sphärischen Linsen 1003a auf dem Linsenbefestigungsteil 1003b freigelegt. Das heißt, die sphärischen Linsen 1003a stehen von dem Linsenbefestigungsteil 1003b vor. Jedoch können, wie in 3C illustriert ist, die sphärischen Linsen 1003a in ein transparentes Harz 1003e eingebettet sein. Das heißt, die sphärischen Linsen 1003a können in das durchlässige Harz 1003e eingetaucht sein.
Zusätzlich ist in 3C ein Spalt zwischen der sphärischen Linse 1003a und dem reflektierenden Film 1003b gebildet. Der Spalt zwischen der sphärischen Linse 1003a und dem reflektierenden Film 1003d ist mit dem lichtdurchlässigen Harz 1003e gefüllt.
Das in 3B illustrierte rückstrahlende optische Teil 9 enthält nicht das in 3C illustrierte lichtdurchlässige Harz 1003e. Demgegenüber enthält das in 3C illustrierte rückstrahlende optische Teil 9 nicht das in 3B illustrierte Linsenbefestigungsteil 1003b.
Wenn berücksichtigt wird, dass die sphärischen Linsen 1003a in dem lichtdurchlässigen Harz 1003e einzubetten sind, ist es in dem Fall von 3C bevorzugt, dass der Brechungsindex n der sphärischen Linsen 1003a höher als in dem vorbeschriebenen Fall des Brechungsindexes n von beispielsweise 2,0 ist.
Der Brechungsindex n der sphärischen Linsen 1003a kann durch Verwendung von 3D abgeleitet werden.
Ein Abstand BFL kann als der folgende Ausdruck (1) durch Verwendung einer Brennweite EFL und eines Radius r der sphärischen Linse 1003a ausgedrückt werden. Der Abstand BFL ist der Abstand von einer Oberfläche der sphärischen Linse 1003a, aus der das umgewandelte Licht 51b austritt, zu dem Brennpunkt auf einer Linie, die die Mitte der sphärischen Linse 1003a und den Brennpunkt verbindet. Hier ist die Austrittsfläche eine Oberfläche der sphärischen Linse 1003a, die einer Oberfläche des konkaven reflektierenden Films 1003d zugewandt ist. In 3C befindet sich der Brennpunkt auf dem reflektierenden Film 1003d. Die Brennweite EFL ist die Brennweite der sphärischen Linse 1003a. Das heißt, die Brennweite EFL ist der Abstand von der Mitte der sphärischen Linse 1003a zu dem Brennpunkt. Der Radius r ist der Radius der sphärischen Linse 1003a.
$B F L = E F L - r$
Zusätzlich kann die Brennweite EFLalsder folgende Ausdruck (2) durch Verwendung eines Brechungsindexes n₁ des lichtdurchlässigen Harzes 1003e und eines Brechungsindexes n₂ der sphärischen Linse 1003a ausgedrückt werden.
$E F L = \frac{n_{2} r}{2 (n_{2} - n_{1})}$
Eine spezifische Berechnung des Brechungsindexes n wird durchgeführt.
Beispielsweise wird angenommen, dass der Abstand BFL gleich 20 µm ist, der Radius r der sphärischen Linse 1003a gleich 50µm ist und der Brechungsindex n₁ des lichtdurchlässigen Harzes 1003e gleich 1,5 ist. In diesem Fall kann unter Verwendung des Ausdrucks (1) und des Ausdrucks (2) der Brechungsindex n₂ der sphärischen Linse 1003a als 2,33 berechnet werden. Das heißt, unter den vorgenannten Bedingungen kann Glasmaterial, dessen Brechungsindex n₂ gleich 2,33 ist, ausgewählt werden.
Zusätzlich kann, wie in 3B illustriert ist, wenn die sphärischen Linsen 1003a auf dem Linsenbefestigungsteil 1003b freigelegt sind und die sphärischen Linsen 1003a in Kontakt mit den reflektierenden Filmen 1003d sind, Ausdruck (2) gelöst werden durch Setzen des Brechungsindexes n₁ auf 1,0, was der Brechungsindex in einem Vakuum ist, und durch Setzen des Wertes der Brennweite EFL gleich dem Radius r der sphärischen Linse 1003a. In diesem Fall ist der Brechungsindex n₂ der sphärischen Linse 1003a gleich 2,0.
4A bis 4D zeigen Konfigurationsdiagramme, die Variationen des rückstrahlenden optischen Teils 9 nach dem Ausführungsbeispiel 1 illustrieren. Bei den Variationen sind anstelle der sphärischen Linsen 1003a Mikroprismen in einem Feld angeordnet. Mikroprismen sind extrem kleine Prismen, z. B. winzige Prismen, die durch Präzisionsbearbeitung von optischem Glas erhalten werden. Anstelle von Mikroprismen können Mikrospiegel mit äquivalenten reflektierenden Oberflächen in einem Feld angeordnet werden. Die Mikrospiegel können beispielsweise wie ein Polyeder geformt sein. Alternativ können die Mikrospiegel beispielsweise wie eine Kuppel geformt sein. Alternativ können die Mikrospiegel beispielsweise eine sphärische Oberflächenform haben.
4A ist ein Konfigurationsdiagramm eines rückstrahlenden optischen Teils 904, das aus der +Z-Achsenrichtung betrachtet wird; das rückstrahlende optische Teil 904 enthält ein Feld von Mikroprismen, die dreieckige Pyramiden sind. 4B ist ein schematisches Diagramm, in welchem ein Teil in 4A vergrößert ist. 4C ist ein Konfigurationsdiagramm des rückstrahlenden optischen Teils 904 aus der -Z-Achsenrichtung betrachtet; das rückstrahlende optische Teil 904 ist gebildet durch Imitieren eines einzelnen Winkels in einem Würfel und Durchführen einer Prismenverarbeitung. 4D ist ein schematisches Diagramm, in welchem ein Teil in 4C vergrößert ist.
Reflektierende Oberflächen 904a, 904b und 904c eines Mikroprismas sind Spiegelflächen. Alternativ sind die reflektierenden Oberflächen 904a, 904b und 904c Oberflächen, auf denen eine Reflexionsverarbeitung durchgeführt wird. Das heißt, die reflektierenden Oberflächen 904a, 904b und 904c sind reflektierende Oberflächen.
Nachfolgend wird ein optischer Pfad des umgewandelten Lichts 51b mit Bezug auf 4B beschrieben.
Zuerst wird das umgewandelte Licht 51b durch die reflektierende Oberfläche 904a reflektiert. Das durch die reflektierende Oberfläche 904a reflektierte umgewandelte Licht 51b wird durch die reflektierende Oberfläche 904b reflektiert. Das durch die reflektierende Oberfläche 904b reflektierte umgewandelte Licht 51b wird durch die reflektierende Oberfläche 904c reflektiert. Das durch die reflektierende Oberfläche 904c reflektierte umgewandelte Licht 51b wird von dem rückstrahlenden optischen Teil 904 emittiert. Das von der reflektierenden Oberfläche 904c reflektierte umgewandelte Licht 51b ist parallel zu dem umgewandelten Licht 51b, das auf die reflektierende Oberfläche 904a aufgetroffen ist.
Schließlich emittiert das rückstrahlende optische Teil 904 Licht, das zu dem auf das Mikroprisma auftreffenden Licht parallel ist. Das heißt, das rückstrahlende optische Teil 904 kann eine Rückstrahlung durch drei Reflexionen realisieren. Ein optischer Pfad und ein Reflexionsmechanismus in 4D sind die gleichen wie diejenigen in 4B.
Beispielsweise sind Mikroprismen und Mikrospiegel wie die vorstehend beschriebenen sphärischen Linsen 1003a auf einer Oberfläche eines Befestigungsteils angeordnet. Das Befestigungsteil entspricht dem Linsenbefestigungsteil 1003b.
(Lichtstrahl-Verfolgungssimulation)
Lichtstrahl-Verfolgungssimulationen werden durch Verwendung des Wellenlängen-Umwandlungsteils 3 oder des rückstrahlenden optischen Teils 9 durchgeführt, und Ergebnisse der Simulationen werden hier beschrieben.
Die nachfolgend beschriebenen Simulationen werden unter den folgenden Bedingungen der Komponentenelemente durchgeführt.
Eine Dicke B1 in der Z-Achsenrichtung des Leuchtstoffteils 4a des Wellenlängen-Umwandlungsteils 4 beträgt 0,1 mm. Eine Dicke B2 in der Z-Achsenrichtung des Leuchtstoff-Stützteils 4b des Wellenlängen-Umwandlungsteils 4 beträgt 0,5 mm. Hier beträgt der Brechungsindex des Glasmaterials des Leuchtstoff-Stützteils 4b 1,765.
Das rückstrahlende optische Teil 9 enthält die sphärischen Linsen 1003a, deren Eintrittsflächen über das Linsenbefestigungsteil 1003b hinauszeigen, wie in 3B illustriert ist. Der Radius r der sphärischen Linse 1003a beträgt 50 µm. Der Brechungsindex n des Glasmaterials des rückstrahlenden optischen Teils 9 beträgt 1,902.
Der Durchmesser D1 des Kondensationslichtpunkts 8a des Anregungslichts 50 beträgt 0,6 mm.
In den Simulationen ist eine Auswertungsfläche die Austrittsfläche 4ao (Oberfläche auf der +Z-Achsenseite) des Leuchtstoffteils 4a. Die Austrittsfläche 4ao des Leuchtstoffteils 4a ist beispielsweise die Oberfläche des Leuchtstoffteils 4a auf der +Z-Achsenseite in 2A oder 2B. Die Austrittsfläche ist beispielsweise eine Fläche, die zu der XY-Ebene parallel ist.
In den Simulationen wird von dem umgewandelten Licht 51, das von dem Kondensationslichtpunkt 8 isotrop abgestrahlt wird, nur das umgewandelte Licht 51b, das in der -Z-Richtung ausgestrahlt und durch das Wellenlängen-Auswahlteil 3 oder das rückstrahlende optische Teil 9 in der +Z-Richtung reflektiert wird, ausgewertet.
Die folgenden vier Muster werden als die Konfigurationen des in den Simulationen verwendeten Wellenlängen-Umwandlungsteils 4 verwendet.
Im Muster 1 werden die folgenden Bedingungen verwendet. Das Wellenlängen-Umwandlungsteil 4 enthält nicht das Leuchtstoff-Stützteil 4b. Beispielsweise enthält das Wellenlängen-Umwandlungsteil 4 nur den Leuchtstoffteil 4a. Zusätzlich wird das umgewandelte Licht 51b durch das Wellenlängen-Auswahlteil 3 reflektiert.
Der Abstand von der Oberfläche des Wellenlängen-Auswahlteils 3 auf der Seite der +Z-Achsenrichtung zu der Oberfläche des Leuchtstoffteils 4a auf der Seite der -Z-Achsenrichtung beträgt 0,5 mm. Das heißt, es besteht ein Spalt von 0,5 mm zwischen dem Wellenlängen-Auswahlteil 3 und dem Wellenlängen-Umwandlungsteil 4. Der Spalt entspricht der Dicke B2 in 2A. Jedoch ist, wie oben beschrieben ist, das Leuchtstoff-Stützteil 4b nicht vorhanden.
Im Muster 2 werden die folgenden Bedingungen verwendet. Das Wellenlängen-Umwandlungsteil 4 enthält den Leuchtstoffteil 4a und das Leuchtstoff-Stützteil 4b. Das umgewandelte Licht 51b wird durch das Wellenlängen-Auswahlteil 3 reflektiert.
Der Abstand von der Oberfläche des Wellenlängen-Auswahlteils 3 auf der Seite der +Z-Achsenrichtung zu der Oberfläche des Leuchtstoff-Stützteils 4b auf der Seite der -Z-Achsenrichtung beträgt 0,5 mm. Das heißt, es besteht ein Spalt von 0,5 mm zwischen dem Wellenlängen-Auswahlteil 3 und dem Wellenlängen-Umwandlungsteil 4. In dem Muster 2 ist, anders in dem in 2A, das Wellenlängen-Auswahlteil 3 von dem Wellenlängen-Umwandlungsteil 4 entfernt angeordnet.
Im Muster 3 werden die folgenden Bedingungen verwendet. Das Wellenlängen-Umwandlungsteil 4 enthält nicht das Leuchtstoff-Stützteil 4b. Beispielsweise enthält das Wellenlängen-Umwandlungsteil 4 nur den Leuchtstoffteil 4a. Das umgewandelte Licht 51 wird durch das rückstrahlende optische Teil 9 reflektiert.
Der Abstand von einem Endteil des rückstrahlenden optischen Teils auf der Seite der +Z-Achsenrichtung bis zu einer Oberfläche des Leuchtstoffteils 4a auf der Seite der -Z-Achsenrichtung beträgt 0,5 mm. Dieser Endteil ist ein Endteil einer sphärischen Linse 1003a auf der +Z-Achsenseite. Das heißt, es besteht ein Spalt von 0,5 mm zwischen dem rückstrahlenden optischen Teil 9 und dem Wellenlängen-Umwandlungsteil 4. Der Spalt zwischen dem rückstrahlenden optischen Teil 9 und dem Leuchtstoffteil 4a beträgt 0,5 mm.
Im Muster 4 werden die folgenden Bedingungen verwendet. Das Wellenlängen-Umwandlungsteil 4 enthält den Leuchtstoffteil 4a und das Leuchtstoff-Stützteil 4b. Das umgewandelte Licht 51 wird durch das rückstrahlende optische Teil 9 reflektiert.
Ein Abstand G von dem Endteil des rückstrahlenden optischen Teils 9 auf der Seite der +Z-Achsenrichtung bis zu der Oberfläche (der Eintrittsfläche 4bi) des Leuchtstoff-Stützteils 4b auf der Seite der -Z-Achsenrichtung beträgt 0,5 mm. Dieser Endteil ist der Endteil der sphärischen Linse 1003a auf der +Z-Achsenseite. Das heißt, es besteht ein Spalt von 0,5 mm zwischen dem rückstrahlenden optischen Teil 9 und dem Wellenlängen-Umwandlungsteil 4. Der Spalt zwischen dem rückstrahlenden optischen Teil 9 und dem Leuchtstoff-Stützteil 4b beträgt 0,5 mm.
5A und 5B zeigen erläuternde Diagramme, die ein Ergebnis der Lichtstrahl-Verfolgungssimulation unter den Bedingungen des Musters 1 illustrieren. 6A und 6B zeigen erläuternde Diagramme, die ein Ergebnis der Lichtstrahl-Verfolgungssimulation unter den Bedingungen des Musters 2 illustrieren. 7A und 7B zeigen erläuternde Diagramme, die ein Ergebnis der Lichtstrahl-Verfolgungssimulation unter den Bedingungen des Musters 3 illustrieren. 8A und 8B zeigen erläuternde Diagramme, die ein Ergebnis der Lichtstrahl-Verfolgungssimulation unter den Bedingungen des Musters 4 illustrieren.
In 5A, 6A, 7A und 8A sind Konturen von Beleuchtungswerten auf der Auswertungsfläche als Ebenen illustriert. In 5A, 6A, 7A und 8A zeigt die horizontale Achse den Abstand (mm) in der X-Achsenrichtung an, und die vertikale Achse zeigt den Abstand (mm) in der Y-Achsenrichtung an. In 5A, 6A, 7A und 8A ist der Beleuchtungsstärkewert in dem Mittelteil am höchsten.
In 5B, 6B, 7B und 8B sind die Konturen der Beleuchtungsstärkewerte auf der Auswertungsfläche in drei Dimensionen illustriert. In 5B, 6B, 7B und 8B zeigt zusätzlich zu dem Abstand in der X-Achsenrichtung und dem Abstand in der Y-Achsenrichtung die vertikale Achse die Strahlungsmenge (W/mm²) an.
Der Durchmesser des Kondensationslichtpunkts 8a des umgewandelten Lichts 51b auf der Auswertungsfläche in jeder der Simulationen ist wie folgt. Der Durchmesser des Kondensationslichtpunkts 8 beträgt 0,6 mmΦ.
Wie in den 5A und 5B illustriert ist, zeigt das Ergebnis des Musters 1 an, dass der Durchmesser des Kondensationslichtpunkts 8a 1,0 mmΦ beträgt. Wie in den 6A und 6B illustriert ist, zeigt das Ergebnis des Musters 2 an, dass der Durchmesser des Kondensationslichtpunkts 8a 2,0 mmΦ beträgt. Wie in den 7A und 7B illustriert ist, zeigt das Ergebnis des Musters 3 an, dass der Durchmesser des Kondensationslichtpunkts 8a 0,8 mmΦ beträgt. Wie in den 8A und 8B illustriert ist, zeigt das Musters 4 an, dass der Durchmesser des Kondensationslichtpunkts 8a 1,0 mmΦ beträgt.
Gemäß den vorstehenden Ergebnissen ist das Folgende bekannt.
Erstens kann der Durchmesser des Kondensationslichtpunkts 8a dem des Kondensationslichtpunkts 8 in den Fällen, in denen das rückstrahlende optische Teil 9 verwendet wird (Muster 3 und 4), mehr angenähert werden als in den Fällen, in denen das Wellenlängen-Auswahlteil 3 verwendet wird (Muster 1 und 2). Das heißt, die Farbungleichmäßigkeit kann unterdrückt werden.
Zweitens beeinflusst in den Fällen, in denen das rückstrahlende optische Teil 9 verwendet wird (Muster 3 und 4), die Dicke des Wellenlängen-Umwandlungsteils 4 in derZ-Achsenrichtungden Durchmesser des Kondensationslichtpunkts 8a weniger. Das heißt, der Durchmesser des Kondensationslichtpunkts 8a ist durch den Abstand von dem rückstrahlenden optischen Teil 9 zu dem Leuchtstoffteil 4a schwierig zu beeinflussen.
(Ausführungsbeispiel 2)
9 ist ein Konfigurationsdiagramm, das schematisch Hauptkomponenten einer Fahrzeug-Lampenvorrichtung 109 nach dem Ausführungsbeispiel 2 der vorliegenden Erfindung illustriert. Nachfolgend wird das Ausführungsbeispiel 2 der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
Das Ausführungsbeispiel 2 unterscheidet sich von dem Ausführungsbeispiel 1 hinsichtlich einer Konfiguration des rückstrahlenden optischen Teils 909. Bei dem Ausführungsbeispiel 2 sind die gleichen Komponentenelemente wie diejenigen bei dem Ausführungsbeispiel 1 durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet, und ihre Beschreibung wird weggelassen.
Die gleichen Komponentenelemente wie diejenigen bei dem Ausführungsbeispiel 1 sind das lichtemittierende Halbleiterelement 2, das optische Kondensatorteil 5, das Wellenlängen-Umwandlungsteil 4 und das optische Projektionsteil 6. Das Wellenlängen-Umwandlungsteil 4 enthält den Leuchtstoffteil 4a und das Leuchtstoff-Stützteil 4b.
(Konfiguration des rückstrahlenden optischen Teils 909)
Eine Konfiguration des rückstrahlenden optischen Teils 909 wird beschrieben.
Das rückstrahlende optische Teil 909 enthält einen Durchlassteil 909b und eine Wellenlängen-Auswahlbeschichtung 909a. Der Durchlassteil 909b lässt Licht mit der gleichen Wellenlänge wie der des Anregungslichts 50 durch. Das heißt, der Durchlassteil 909b lässt das Anregungslicht 50 durch. Auf einer Austrittsflächenseite (+Z-Achsenseite) des Durchlassteils 909b ist eine konkave Oberflächenform gebildet. Nachfolgend wird diese konkave Oberflächenform als eine „konkave Oberfläche“ bezeichnet.
Auf der konkaven Oberfläche ist die Wellenlängen-Auswahlbeschichtung 909a gebildet. Die Wellenlängen-Auswahlbeschichtung 909a lässt Licht mit der gleichen Wellenlänge wie der des Anregungslichts 50 durch. Die Wellenlängen-Auswahlbeschichtung 909a reflektiert Licht mit der gleichen Wellenlänge wie der des umgewandelten Lichts 51. Das heißt, die Wellenlängen-Auswahlbeschichtung 909a lässt das Anregungslicht 50 durch. Die Wellenlängen-Auswahlbeschichtung 909a reflektiert das umgewandelte Licht 51.
In 9 ist beispielsweise das rückstrahlende optische Teil 909 in Kontakt mit dem Leuchtstoff-Stützteil 4b angeordnet. Das rückstrahlende optische Teil 909 befindet sich auf der -Z-Achsenseite des Leuchtstoff-Stützteils 4b.
Die 10A und 10B und 11 sind Konfigurationsdiagramme von rückstrahlenden Strukturen nach dem vorliegenden Ausführungsbeispiel 2. 10A ist ein Konfigurationsdiagramm, das einen Fall zeigt, in welchem das Wellenlängen-Umwandlungsteil 4 nicht das Leuchtstoff-Stützteil 4b enthält. Beispielsweise ist es ein Konfigurationsdiagramm, das einen Fall zeigt, in welchem das Wellenlängen-Umwandlungsteil 4 nur den Leuchtstoffteil 4a enthält. 10B ist ein Konfigurationsdiagramm, das einen Fall zeigt, in welchem das Wellenlängen-Umwandlungsteil 4 den Leuchtstoffteil 4a und das Leuchtstoff-Stützteil 4b enthält. 11 ist ein Konfigurationsdiagramm, das ein Beispiel für eine andere Struktur des rückstrahlenden optischen Teils 909 illustriert.
Eine konkave Oberfläche bei der in 10A illustrierten Konfiguration wird beschrieben.
Das Anregungslicht 50 wird durch das optische Kondensatorteil 5 auf den Leuchtstoffteil 4a kondensiert. Dann wird das Anregungslicht 50 durch den Leuchtstoffteil 4a in das umgewandelte Licht 51 umgewandelt. Das umgewandelte Licht 51 wird von dem Kondensationslichtpunkt 8 beispielsweise isotrop ausgestrahlt.
In diesem Fall ist ein Durchmesser D4 der konkaven Oberfläche des Durchlassteils 909b größer als ein Durchmesser D1 des Kondensationslichtpunkts 8. Diese Beziehung D4 > D1 ermöglicht dem Hauptteil des in der -Z-Achsenrichtung gestrahlten umgewandelten Lichts 51b, durch die konkave Oberfläche zu dem Kondensationslichtpunkt 8 hin zurückgestrahlt zu werden. Das heißt, die Beziehung D4 > D1 ist vorteilhaft in Bezug auf den Lichtausnutzungs-Wirkungsgrad.
Zusätzlich wird die Krümmung der konkaven Oberfläche so bestimmt, dass ein Brennpunkt F des zurückgestrahlten umgewandelten Lichts 51b auf dem Kondensationslichtpunkt 8 positioniert ist. 10A zeigt die wie beispielsweise eine sphärische Oberfläche geformte konkave Oberfläche. Der Radius der konkaven Oberfläche ist beispielsweise ein Radius r. Jedoch kann die konkave Oberfläche eine nichtsphärische Form, eine elliptische Oberflächenform usw. haben.
Der Brennpunkt der konkaven Oberfläche befindet sich an der Position des Leuchtstoffteils 4a. Auf diese Weise kann das zurückgestrahlte umgewandelte Licht 51b in den Bereich des Kondensationslichtpunkts 8 zurückgeführt werden. Wie in 10B illustriert ist, wird, wenn das zurückgestrahlte umgewandelte Licht 51b durch das Leuchtstoff-Stützteil 4b gebrochen wird, die Position des Brennpunkts bestimmt, indem diese Brechung des umgewandelten Lichts 51b berücksichtigt wird.
Eine konkave Oberfläche bei der in 10B illustrierten Konfiguration wird beschrieben.
Die in 10B illustrierte Konfiguration unterscheidet sich von der in 10A illustrierten Konfiguration dahingehend, dass das Leuchtstoff-Stützteil 4b vorgesehen ist. Der optische Pfad des umgewandelten Lichts 51b variiert gemäß einer Dicke d des Leuchtstoff-Stützteils 4b in der Z-Achsenrichtung. Der optische Pfad des umgewandelten Lichts 51b variiert auch gemäß einem Brechungsindex n des Leuchtstoff-Stützteils 4b.
Das in der -Z-Achsenrichtung von dem Kondensationslichtpunkt 8 abgestrahlte umgewandelte Licht 51b wird durch das Leuchtstoff-Stützteil 4b zu dem rückstrahlenden optischen Teil 909 gestrahlt. In diesem Fall ist auf der Oberfläche des Leuchtstoff-Stützteils 4b auf der -Z-Achsenseite ein Durchmesser D5 des Leuchtflusses des umgewandelten Lichts 51b größer als der Durchmesser D1 des Kondensationslichtpunkts 8. Die Differenz zwischen dem Durchmesser D5 und dem Durchmesser D1 hängt von der Länge des optischen Pfads des umgewandelten Lichts 51b von dem Eintritt bis zum Austritt aus dem Leuchtstoff-Stützteil 4b ab. Das heißt, die Differenz zwischen dem Durchmesser D5 und dem Durchmesser D1 hängt von der Dicke d des Leuchtstoff-Stützteils 4b in der Z-Achsenrichtung und dem Brechungsindex n des Leuchtstoff-Stützteils 4b ab.
In diesem Fall ist der Durchmesser D4 der konkaven Oberfläche des Durchlassteils 909b größer als der Durchmesser D5. Diese Beziehung D4 > D5 ermöglicht dem Hauptteil des umgewandelten Lichts 51b, das in der -Z-Achsenrichtung gestrahlt wird, durch die konkave Oberfläche zu dem Kondensationslichtpunkt 8 hin zurückgestrahlt zu werden. Der Durchmesser des von dem Leuchtstoff-Stützteil 4b zu dem konkaven Teil emittierten Punkts ist der Durchmesser D5. Das heißt, die Beziehung D4 > D5 ist bevorzugt in Bezug auf den Lichtausnutzungs-Wirkungsgrad.
Der Durchmesser D4 ist der zweifache Radius r (D4 = 2r). Das heißt, in 10A ist die Mitte (der Brennpunkt F) der sphärischen Oberflächenform des konkaven Teils auf der Oberfläche des Leuchtstoffteils 4a auf der -Z-Achsenseite positioniert. Jedoch kann die Mitte (Brennpunkt F) der sphärischen Oberflächenform des konkaven Teils innerhalb des Leuchstoffteils 4a positioniert sein.
Somit ist es bevorzugt, dass der Durchmesser D1, der Durchmesser D4 und der Durchmesser D5 eine Beziehung D4 > D5 > D1 haben.
Die Krümmung der konkaven Oberfläche in der in 10B illustrierten Konfiguration wird beschrieben.
Wenn die konkave Oberfläche eine sphärische Oberflächenform hat, ist die Krümmung (die durchschnittliche Krümmung) der konkaven Oberfläche mit dem Radius r gleich 1/r. Weiterhin kann ein Abstand r2 als d/n ausgedrückt werden. Das heißt, der Abstand r2 ist ein Wert, der durch Teilen der Dicke d des Leuchtstoff-Stützteils 4b durch den Brechungsindex n des Leuchtstoff-Stützteils 4b erhalten wird.
Der Abstand r2 ist der kürzeste Abstand von dem Brennpunkt F zu der Oberfläche des Leuchtstoff-Stützteils 4b auf der Seite der-Z-Achsenrichtung. Der Brechungsindex n ist der Brechungsindex des Leuchtstoff-Stützteils 4b. Die Dicke d ist die Dicke des Leuchtstoff-Stützteils 4b in der Z-Achsenrichtung. Der Radius r ist durch den folgenden Ausdruck (3) gegeben.
$r = r_{1} + \frac{d}{n}$
In diesem Fall ist ein Abstand r1 ein variabler Wert. Abhängig von dem Wert des Abstands r1 variieren die Werte des Radius r und des Durchmessers D4 der konkaven Oberfläche. Jedoch ist es hinsichtlich des Lichtausnutzungs-Wirkungsgrads bevorzugt, dass der Wert des Abstands r1 so gesetzt ist, dass der Wert des Radius r eine Beziehung D5 < D4 zwischen dem Durchmesser D5 und dem Durchmesser D4 der konkaven Oberfläche erzielt.
10B illustriert die konkave Oberfläche, die beispielsweise wie eine sphärische Oberfläche geformt ist. Jedoch kann die konkave Oberfläche eine nichtsphärische Oberflächenform, eine elliptische Oberflächenform oder dergleichen haben.
In diesem Fall wird wie in dem Fall der sphärischen Oberflächenform die Position des Brennpunkts F anhand der Dicke d des Leuchtstoff-Stützteils 4b und des Brechungsindex n bestimmt. Die Krümmung der konkaven Oberfläche ist auf einen Wert gesetzt, der ermöglicht, dass das Licht auf den Brennpunkt F kondensiert wird. Alternativ ist die konkave Oberfläche so gebildet, dass sie eine Form hat, die dem Licht ermöglicht, auf den Brennpunkt F kondensiert zu werden. Hinsichtlich der Form der konkaven Oberfläche kann beispielsweise eine ringförmige Oberfläche oder eine zylindrische Oberfläche verwendet werden. Die Verwendung dieser Formen ermöglicht, dass die Form des Kondensationslichtpunkts 8 eine elliptische Form ist.
In den 10A und 10B ist eine Eintrittsfläche 909c des rückstrahlenden optischen Teils 909, auf die das Anregungslicht 50 auftrifft, beispielsweise als eine flache Oberfläche illustriert. Die Eintrittsfläche 909c, auf die das Anregungslicht 50 auftrifft, ist eine Oberfläche des rückstrahlenden optischen Teils 909 auf der Seite der -Z-Achsenrichtung. Zusätzlich ist die Eintrittsfläche 909c, auf die das Anregungslicht 50 auftrifft, beispielsweise parallel zu der XY-Ebene.
Wenn jedoch das Anregungslicht 50 als paralleles Licht auftrifft, wird das Anregungslicht 50 an der konkaven Oberfläche gebrochen und verbreitert sich, wie durch das in 10A illustrierte Anregungslicht 50b angezeigt ist. Die konkave Oberfläche ist mit der Wellenlängen-Auswahlbeschichtung 909a beschichtet. Folglich wird der Durchmesser D1 des Kondensationslichtpunkts 8 vergrößert.
In diesem Fall ist, wie in 11 illustriert ist, die Eintrittsfläche 909c des rückstrahlenden optischen Teils 909 auf der Seite der -Z-Achsenrichtung als eine konvexe Oberfläche geformt. Somit ist das rückstrahlende optische Teil 909 so geformt, dass es die Form einer Meniskuslinse hat.
11 ist ein Konfigurationsdiagramm, das ein anderes Beispiel für die rückstrahlende Struktur nach dem Ausführungsbeispiel 2 illustriert, und es illustriert ein Beispiel für einen Fall, in welchem das rückstrahlende optische Teil 909 die Form einer Meniskuslinse hat.
Die Oberfläche 909c des rückstrahlenden optischen Elements 900, auf die das Anregungslicht 50 auftrifft, hat eine Linsenoberfläche von positiver Brechkraft. Die Eintrittsfläche 909c des Durchlassteils 909b hat die Linsenoberfläche mit positiver Brechkraft.
In 11 ist das Anregungslicht 50a ein Lichtstrahl in einem mittleren Teil des Leuchtflusses. Das Anregungslicht 50b ist ein Lichtstrahl in einem peripheren Teil des Leuchtflusses. Das Anregungslicht 50a ist parallel zu dem Anregungslicht 50b.
Wenn es durch den konvexen Oberflächenteil der Eintrittsfläche 909c hindurchtritt, wird das Anregungslicht 50a nicht gebrochen. Weiterhin wird das Anregungslicht 50a nicht gebrochen, wenn es durch den konkaven Oberflächenteil hindurchgeht. Demgegenüber wird, wenn es durch den konvexen Oberflächenteil der Eintrittsfläche 909c hindurchgeht, das Anregungslicht 50b in einer Richtung gebrochen, in der es sich dem Anregungslicht 50a annähert. Wenn es durch den konkaven Oberflächenteil hindurchgeht, wird das Anregungslicht 50b in einer Richtung gebrochen, in der es parallel zu dem Anregungslicht 50a wird.
Durch Bilden eines Bereichs, durch den das Anregungslicht 50a und 50b hindurchgeht, derart, dass er die Form einer Meniskuslinse hat, ist es möglich, das Ausdehnen des Durchmessers D1 des Kondensationslichtpunkts 8 zu verringern. Eine „Meniskuslinse“ ist eine halbmondförmige Linse mit einer konvexen Oberfläche auf einer Oberfläche und einer konkaven Oberfläche auf der anderen Oberfläche.
Die Konfiguration in 10A wird im Ausführungsbeispiel 2 als Muster 1 behandelt. Die Konfiguration in 10B wird im Ausführungsbeispiel 2 als Muster 2 behandelt.
12A und 12B zeigen erläuternde Diagramme, die ein Ergebnis einer Lichtstrahl-Verfolgungssimulation unter den Bedingungen des Musters 1 illustrieren. 13A und 13B zeigen erläuternde Diagramme, die ein Ergebnis einer Lichtstrahl-Verfolgungssimulation unter den Bedingungen des Musters 2 illustrieren.
In 12A und 13A werden Konturen von Beleuchtungsstärkewerten auf der Auswertungsfläche als Ebenen illustriert. In 12A und 13A zeigt die horizontale Achse den Abstand (mm) in der X-Achsenrichtung an, und die vertikale Achse zeigt den Abstand (mm) in der Y-Achsenrichtung an. In 12A und 13A ist der Beleuchtungsstärkewert in dem mittleren Teil am höchsten.
In 12B und 13B werden die Konturen der Beleuchtungsstärkewerte auf der Auswertungsfläche in drei Dimensionen illustriert. In 12B und 13B zeigt zusätzlich zu dem Abstand (mm) in der X-Achsenrichtung und dem Abstand (mm) in der Y-Achsenrichtung die vertikale Achse die Strahlungsmenge (W/mm²) an.
Im Muster 1 ist die konkave Oberfläche so gestaltet, dass sie den folgenden Bedingungen genügt: Die Mitte der Krümmung ist der Brennpunkt F der konkaven Oberfläche, der Krümmungsradius beträgt 0,4 mm, und die Krümmung ist 2,5. Unter diesen Bedingungen genügt die Beziehung zwischen dem Durchmesser D1 und dem Durchmesser D4 der Bedingung D4 > D1.
Im Muster 2 ist die konkave Oberfläche so gebildet, dass sie den folgenden Bedingungen genügt: Die Mitte der Krümmung ist der Brennpunkt F der konkaven Oberfläche, der Krümmungsradius (r in 10B) beträgt 0,7 mm, und die Krümmung ist 1,43. Das Leuchtstoff-Stützteil 4b ist ein Saphirsubstrat mit dem Brechungsindex n von 1,765 und der Dicke d in der Z-Richtung von 0,5 mm. Anhand einer Beziehung r2 = d/n beträgt der Abstand r2 0,283 mm. Zusätzlich kann die Position des Brennpunkts F der konkaven Oberfläche abgeleitet werden. Unter den vorgenannten Bedingungen genügt die Beziehung zwischen dem Durchmesser D1, dem Durchmesser D4 und dem Durchmesser D5 der Bedingung D4 > D5 > D1.
Der Durchmesser des Kondensationslichtpunkts 8a des umgewandelten Lichts 51b auf der Auswertungsfläche in jeder der Simulationen ist wie folgt. Der Durchmesser des Kondensationslichtpunkts 8 beträgt 0,6 mmΦ.
Wie in den 12A und 12B illustriert ist, zeigt das Ergebnis des Musters 1 an, dass der Durchmesser des Kondensationslichtpunkts 8a 0,8 mmΦ beträgt. Wie in den 13A und 13B illustriert ist, zeigt das Ergebnis des Musters 2 an, dass der Durchmesser des Kondensationslichtpunkts 8a 0,1 mmΦ beträgt.
Das heißt, wenn die in den 12A und 12B und in den 13A und 13B illustrierten Simulationsergebnisse nach dem Ausführungsbeispiel 2 mit den in den 5A und 5B und in den 6A und 6B illustrierten Simulationsergebnissen verglichen werden, kann erkannt werden, dass die Aufweitung in den Durchmessern des Kondensationslichtpunkts 8a in den Ergebnissen in den 12A und 12B und in den 13A und 13B kleiner ist als die in den Ergebnissen in den 5A und 5B und in den 6A und 6B.
Zusätzlich beeinflusst, wenn das rückstrahlende optische Teil 909 verwendet wird, die Dicke des Wellenlängen-Umwandlungsteils 4 in der Z-Achsenrichtung den Durchmesser des Kondensationslichtpunkts 8a weniger.
Wie im Ausführungsbeispiel 2 beschrieben ist, kann gemäß der Konfiguration in 9 von dem von dem Kondensationslichtpunkt 8 ausgestrahlten umgewandelten Licht 51 das in der -Z-Richtung ausgestrahlte umgewandelte Licht 51b durch das rückstrahlende optische Teil 909 zu dem Kondensationslichtpunkt 8 zurückgestrahlt werden. Somit kann der Lichtausnutzungs-Wirkungsgrad der Lichtquellenvorrichtung 1090 oder der Fahrzeug-Lampenvorrichtung 109 verbessert werden. Das umgewandelte Licht 51 wird von dem Leuchtstoffteil 4a beispielsweise isotrop ausgestrahlt.
Weiterhin kann gemäß der Konfiguration in 9 die auf der beleuchteten Oberfläche 7 auftretende Farbungleichmäßigkeit verringert werden. Wie vorstehend beschrieben ist, tritt die Farbungleichmäßigkeit auf der beleuchteten Oberfläche 7 auf, wenn ein Teil des umgewandelten Lichts 51b, der durch das rückstrahlende optische Element 909 zurückgestrahlt wird, um sich in der +Z-Richtung fortzupflanzen, von der Peripherie des Kondensationslichtpunkts 8 ausgestrahlt wird.
Weiterhin ist gemäß der Konfiguration in 9 auf dem Leuchtstoffteil 4a die Größe des Lichtquellenbilds (der Kondensationslichtpunkt 8), das durch das Anregungslicht 50 gebildet ist, äquivalent der Größe des Lichtquellenbilds (der Kondensationslichtpunkt 8a), das durch das umgewandelte Licht 51b gebildet ist.
Darüberhinaus ist auf dem Leuchtstoffteil 4a der Strahlungswinkel des umgewandelten Lichts 51b äquivalent dem Strahlungswinkel des umgewandelten Lichts 51a. Das umgewandelte Licht 51 wird isotrop von dem Leuchtstoffteil 4a ausgestrahlt.
Zusätzlich befinden sich die leuchtende Oberfläche des Leuchtstoffteils 4a und die beleuchtete Oberfläche 7 an optisch konjugierten Positionen. Der Brennpunkt des optischen Projektionsteils 6 befindet sich auf einer Oberfläche, die die leuchtende Oberfläche des Leuchtstoffteils 4a enthält. In diesem Fall wird das Lichtquellenbild auf dem Leuchtstoffteil 4a auf die beleuchtete Oberfläche 7 projiziert.
Somit kann die Lichtquellenvorrichtung 1090 mit hoher Leuchtintensität erhalten werden. Somit kann die Farbungleichmäßigkeit, die auf der beleuchteten Oberfläche 7 auftritt, herabgesetzt werden.
Ausführungsbeispiel 3
14 ist ein Konfigurationsdiagramm, das schematisch Hauptkomponenten einer Fahrzeug-Lampenvorrichtung 113 nach dem Ausführungsbeispiel 3 der vorliegenden Erfindung illustriert. Nachfolgend wird das Ausführungsbeispiel 3 der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
Das Ausführungsbeispiel 3 unterscheidet sich von dem Ausführungsbeispiel 2 hinsichtlich der Konfiguration des rückstrahlenden optischen Teils 913. Bei dem Ausführungsbeispiel 3 sind die gleichen Komponentenelemente wie diejenigen bei dem Ausführungsbeispiel 2 durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet, und deren Beschreibung wird weggelassen.
Die gleichen Komponentenelemente wie diejenigen bei dem Ausführungsbeispiel 2 sind das Licht emittierende Halbleiterelement 2, das optische Kondensationsteil 5, das Wellenlängen-Umwandlungsteil 4 und das optische Projektionsteil 6. Das Wellenlängen-Umwandlungsteil 4 enthält den Leuchtstoffteil 4a und das Leuchtstoff-Stützteil 4b.
Eine Konfiguration des rückstrahlenden optischen Teils 913 wird beschrieben.
Das rückstrahlende optische Teil 913 enthält eine Wellenlängen-Auswahlbeschichtung 913a, einen Durchlassteil 913b und eine Eintrittsfläche 913c.
Der Durchlassteil 913b lässt Licht mit der gleichen Wellenlänge wie der des Anregungslichts 50 durch. Das heißt, der Durchlassteil 913b lässt das Anregungslicht 50 durch. Auf der Seite der Austrittsfläche (+Z-Achsenseite) des Durchlassteils 913b ist eine konkave Oberfläche gebildet. Zusätzlich ist auf einer Oberfläche der konkaven Oberfläche die Wellenlängen-Auswahlbeschichtung 913a gebildet. Eine konvexe Oberfläche ist auf der Seite der Eintrittsfläche 913c (-Z-Achsenseite) des Durchlassteils 913b gebildet. Die konvexe Oberfläche der Eintrittsfläche 913c ist eine Oberfläche, durch die das Anregungslicht 50 in das rückstrahlende optische Teil 913 eintritt. Beispielsweise hat in 14 die Eintrittsfläche 913c eine konvexe Oberflächenform.
Der Durchlassteil 913b hat die gleiche Konfiguration wie die des in 11 illustrierten Durchlassteils 909b. Zusätzlich ist die Wellenlängen-Auswahlbeschichtung 913a die gleiche wie die in 9 illustrierte Wellenlängen-Auswahlbeschichtung 909a. Somit wird die Beschreibung des Durchlassteils 913b und der Wellenlängen-Auswahlbeschichtung 913a weggelassen.
In 14 ist das rückstrahlende optische Teil 913 beispielsweise in Kontakt mit dem Wellenlängen-Umwandlungsteil 4 angeordnet. Das rückstrahlende optische Teil 913 ist in Kontakt mit dem Leuchtstoff-Stützteil 4b.
Wirkungen des Ausführungsbeispiels 3 werden beschrieben.
15 ist ein Konfigurationsdiagramm des rückstrahlenden optischen Teils 913 nach dem vorliegenden Ausführungsbeispiel 3. Die Konfiguration in 15 ist ähnlich der in 11 nach dem Ausführungsbeispiel 2. In 15 enthält das Wellenlängen-Umwandlungsteil 4 nicht das Leuchtstoff-Stützteil 4b. Beispielsweise ist das Wellenlängen-Umwandlungsteil 4 durch nur den Leuchtstoffteil 4a gebildet.
In 10 ist die Eintrittsfläche 909c des rückstrahlenden optischen Teils 909, auf die das Anregungslicht 50 auftritt, als eine flache Oberfläche illustriert. Die Eintrittsfläche 909c, auf die das Anregungslicht 50 auftrifft, ist die Oberfläche auf der Seite der -Z-Achsenrichtung des rückstrahlenden optischen Teils 909. Zusätzlich ist die Eintrittsfläche 909c, auf die das Anregungslicht 50 auftrifft, beispielsweise parallel zu der XY-Ebene.
Wenn jedoch das Anregungslicht 50 als paralleles Licht auftrifft, wird das Anregungslicht 50 an der konkaven Oberfläche gebrochen, um weiter zu werden, wie durch das in 10A illustrierte Anregungslicht 50b gezeigt ist. Die konkave Oberfläche ist mit der Wellenlängen-Auswahlbeschichtung 909a beschichtet. Folglich ist der Durchmesser D1 des Kondensationslichtpunkts 8 größer als der Durchmesser des auftreffenden parallelen Lichts.
In diesem Fall ist, wie in dem in 15 illustrierten rückstrahlenden optischen Teils 913, die Eintrittsfläche 913c auf der Seite der-Z-Achsenrichtung so gebildet, dass sie eine konvexe Oberflächenform hat. Das heißt, die Eintrittsfläche 913c hat eine konvexe Oberflächenform.
In 15 ist beispielsweise die konvexe Oberflächenform der Eintrittsfläche 913c als eine sphärische Oberflächenform illustriert. Jedoch kann die konvexe Oberfläche eine nicht-sphärische Oberflächenform oder eine elliptische Oberflächenform sein. Alternativ kann eine zylindrische Form mit einer konvexen Oberflächenform verwendet werden. Die zylindrische Form ist eine Form, die bewirkt, dass Licht in nur einer Richtung konvergiert oder divergiert. Weiterhin ist eine elliptische Oberfläche eine Quadric-Oberfläche, deren Querschnitt entlang einer Ebene parallel zu jeder von drei Koordinatenebenen immer eine Ellipse ist.
Indem die Eintrittsfläche 913c so gebildet ist, dass sie eine konvexe Oberflächenform hat, ist es möglich, eine Ausdehnung des Durchmessers D1 des Kondensationslichtpunkts 8 zu verringern. Das heißt, auf dem Leuchtstoffteil 4a kann eine Lichtquelle mit hoher Leuchtintensität erhalten werden.
16 ist ein erläuterndes Diagramm, das eine Variation des rückstrahlenden optischen Teils nach dem vorliegenden Ausführungsbeispiel 3 illustriert. In 16 enthält das Wellenlängen-Umwandlungsteil 4 nicht das Leuchtstoff-Stützteil 4b. Beispielsweise enthält das Wellenlängen-Umwandlungsteil 4 nur den Leuchtstoffteil 4a.
Beispielsweise trifft in 16 das Anregungslicht 50 auf das rückstrahlende optische Teil 913 auf, da es auf das rückstrahlende optische Teil 913 kondensiert ist. In diesem Fall ist wie bei dem in 16 illustrierten rückstrahlenden optischen Teil 913 die Eintrittsfläche 913c auf der Seite der -Z-Achsenrichtung so gebildet, dass sie eine konkave Oberflächenform hat. Das heißt, die Eintrittsfläche 913c hat eine konkave Oberflächenform.
Die Oberfläche 913c des rückstrahlenden optischen Teils 913, auf die das Anregungslicht 50 auftrifft, hat eine Linsenoberfläche von negativer Brechkraft. Die Eintrittsfläche 913c des Durchlassteils 913b hat die Linsenoberfläche von negativer Brechkraft.
In 16 ist beispielsweise die konkave Oberflächenform der Eintrittsfläche 913c als eine sphärische Oberflächenform illustriert. Jedoch kann die konkave Oberflächenform eine nicht-sphärische Oberflächenform oder eine elliptische Oberflächenform sein. Alternativ kann eine zylindrische Form mit einer konkaven Oberflächenform verwendet werden.
Wenn das Anregungslicht 50 auf das rückstrahlende optische Teil 913 so auftrifft, dass es auf das rückstrahlende optische Teil 913 kondensiert wird, ist es möglich, die Ausdehnung des Durchmessers D1 des Kondensationslichtpunkts 8 durch Bilden der Eintrittsfläche 913c derart, dass sie eine konkave Oberflächenform hat, zu verringern. Das heißt, auf dem Leuchtstoffteil 4a kann eine Lichtquelle mit hoher Leuchtintensität erhalten werden.
Somit ist es, wie im Ausführungsbeispiel 3 beschrieben ist, mit der in 15 oder 16 illustrierten Konfiguration des rückstrahlenden optischen Teils 913 möglich, die Ausdehnung des durch das Anregungslicht 50 gebildeten Kondensationslichtpunkts 8 zu verringern. Das heißt, auf dem Leuchtstoffteil 4a kann eine Lichtquelle mit hoher Leuchtintensität erhalten werden.
Zusätzlich ist es mit der in 15 oder 16 illustrierten Konfiguration des rückstrahlenden optischen Teils 913 möglich, beispielsweise eine durch das Anregungslicht 50 gebildete Intensitätsverteilung auf dem Kondensationslichtpunkt 8 einzustellen. Beispielsweise kann durch Einstellen der Form der Eintrittsfläche 913c ein Gauss'scher Strahl in einen Zylinderhutstrahl geändert werden.
Die Lichtintensitätsverteilung des Gauss'schen Strahls ist eine angenäherte Gauss'sche Verteilung, d. h., in dem Gauss'schen Strahl ist die Energiedichte in der Mitte der Intensitätsverteilung am höchsten. Die Lichtintensitätsverteilung eines Zylinderhutstrahls ist eine gleichmäßige Verteilung. Das heißt, ein Zylinderhutstrahl hat eine gleichmäßige Energiedichte in der Intensitätsverteilung.
Durch Einstellen des Anregungslichts 50 zur Bildung eines Zylinderhutstrahls kann die Energiedichte auf dem Leuchtstoffteil 4a gleichmäßig gemacht werden. Das heißt, die Wärmeemission auf dem Leuchtstoffteil 4a kann reduziert werden. Somit kann eine Beschädigung aufgrund der Wärme auf dem Leuchtstoffteil 4a verhindert werden. Zusätzlich kann eine Abnahme der durch den Leuchtstoffteil 4a emittierten Lichtmenge aufgrund von Wärme verhindert werden.
Somit kann eine Lichtquellenvorrichtung 1130 mit hoher Leuchtintensität erhalten werden. Zusätzlich kann die Zuverlässigkeit der Lichtquellenvorrichtung 1130 verbessert werden.
In den vorbeschriebenen Ausführungsbeispielen gibt es Fälle, in denen Ausdrücke, die eine Positionsbeziehung zwischen Komponenten oder eine Form einer Komponente anzeigen, wie „parallel“, „über“, „unter“ oder dergleichen verwendet werden. Diese Ausdrücke zeigen an, dass ein Bereich, der eine Herstellungstoleranz, Montageveränderungen, usw. abdeckt, enthalten ist. Wenn somit eine Feststellung, die eine Positionsbeziehung zwischen Komponenten oder eine Form einer Komponente anzeigt, in den Ansprüchen gegeben ist, zeigt sie an, dass ein Bereich, der eine Herstellungstoleranz, eine Montageveränderung, usw. abdeckt, enthalten ist.
Weiterhin ist, während Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung wie vorstehend beschrieben wurden, die vorliegende Erfindung nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt.
Auf der Grundlage der vorstehenden Ausführungsbeispiele wird der Inhalt der vorliegenden Erfindung nachfolgend als ANHANG-(1) und ANHANG-(2) beschrieben. Bezugszeichen, die im ANHANG-(1) zugewiesen sind, sind unabhängig von denen, die im ANHANG-(2) zugewiesen sind. Somit existiert beispielsweise „Anhang 1“ jeweils im ANHANG-(1) und ANHANG-(2).
ANHANG-(1).
(Anhang 1)
Lichtquellenvorrichtung, welche enthält:

ein lichtemittierendes Halbleiterelement zum Emittieren von Anregungslicht;
ein optisches Kondensationsteil zum Kondensieren des Anregungslichts;
ein Wellenlängen-Umwandlungsteil, das mit dem von dem optischen Kondensationsteil kondensierten Anregungslicht bestrahlt wird und umgewandeltes Licht mit einer Wellenlänge, die von einer Wellenlänge des Anregungslichts verschieden ist, ausstrahlt; und
ein rückstrahlendes optisches Teil, das zwischen dem optischen Kondensationsteil und dem Wellenlängen-Umwandlungsteil angeordnet ist und eine rückstrahlende Eigenschaft hat,
wobei das rückstrahlende optische Teil das zu dem rückstrahlenden optischen Teil gestrahlte umgewandelte Licht von einem Bereich des Wellenlängen-Umwandlungsteils, das mit dem Anregungslicht bestrahlt wird, zu dem Bereich reflektiert.

(Anhang 2)
Fahrzeug-Lampenvorrichtung, welche enthält:

die Lichtquellenvorrichtung nach Anhang 1; und
ein optisches Projektionsteil
wobei das Anregungslicht und das umgewandelte Licht durch das optische Projektionsteil projiziert werden.

(Anhang 3)
Lichtquellenvorrichtung, welche aufweist:

ein lichtemittierendes Halbleiterelement zum Emittieren von Anregungslicht;
ein optisches Kondensationsteil zum Kondensieren des Anregungslichts;
ein Wellenlängen-Umwandlungsteil, zu dem das von dem optischen Kondensationsteil kondensierte Anregungslicht emittiert wird und dass umgewandeltes Licht mit einer Wellenlänge, die von einer Wellenlänge des Anregungslichts verschieden ist, emittiert; und
ein rückstrahlendes optisches Teil, das zwischen dem optischen Kondensationsteil und dem Wellenlängen-Umwandlungsteil angeordnet ist und eine rückstrahlende Eigenschaft hat,
wobei das rückstrahlende optische Teil enthält: eine Austrittsfläche, durch die das Anregungslicht austritt und die als eine konkave Oberfläche gebildet ist; und eine Wellenlängen-Auswahlbeschichtung, die auf einer Oberfläche der konkaven Oberfläche gebildet ist und eine Eigenschaft des Durchlassens des Anregungslichts und des Reflektierens des umgewandelten Lichts hat; wobei das optische rückstrahlende Teil, das zu dem rückstrahlenden optischen Teil von einem Bereich des Wellenlängen-Umwandlungsteils, der mit dem Anregungslicht bestrahlt wird, gestrahlte umgewandelte Licht zu dem Bereich reflektiert.

(Anhang 4)
Die Lichtquellenvorrichtung nach Anhang 3, bei der das rückstrahlende optische Teil eine Eintrittsfläche enthält, durch die das Anregungslicht eintritt und die eine konvexe Oberfläche ist, wodurch es eine Meniskusform hat.
(Anhang 5)
Fahrzeug-Lampenvorrichtung, welche enthält:

die Lichtquellenvorrichtung nach Anhang 3 oder 4; und
ein optisches Projektionsteil,
wobei das Anregungslicht und das umgewandelte Licht durch das optische Projektionsteil projiziert werden.

ANHANG-(2).
(Anhang 1)
Lichtquellenvorrichtung (1000), welche enthält:

eine Lichtquelle zum Emittieren von Anregungslicht;
ein Wellenlängen-Umwandlungsteil enthaltend einen ersten Bereich, der mit dem Anregungslicht bestrahlt wird, wobei umgewandeltes Licht mit einer Wellenlänge, die von einer Wellenlänge des Anregungslichts verschieden ist, von dem ersten Bereich ausgestrahlt wird; und
ein rückstrahlendes optisches Teil zum Reflektieren des umgewandelten Lichts zu dem ersten Bereich,
wobei der erste Bereich ein Bereich ist, der ein Teil des Wellenlängen-Umwandlungsteils ist.

(Anhang 2)
Die Lichtquellenvorrichtung nach Anhang 1, bei der das rückstrahlende optische Teil eine sphärische Linse enthält, die das umgewandelte Licht zurückstrahlt.
(Anhang 3)
Die Lichtquellenvorrichtung nach Anhang 2 Aufweisend ein Befestigungsteil, das die sphärische Linse hält, wobei das Befestigungsteil einen konkaven Teil zum Halten der sphärischen Linse hat.
(Anhang 4)
Die Lichtquellenvorrichtung nach Anhang 3, bei der ein reflektierender Film auf dem konkaven Teil gebildet ist.
(Anhang 5)
Die Lichtquellenvorrichtung nach Anhang 3 oder 4, wobei
das Befestigungsteil so gebildet ist, dass es das umgewandelte Licht, das von dem Wellenlängen-Umwandlungsteil zu der Lichtquelle emittiert hat, umgibt, und
die sphärische Linse auf einer Oberfläche des Befestigungsteils, das gebildet ist, das umgewandelte Licht zu umgeben, angeordnet ist.
(Anhang 6)
Lichtquellenvorrichtung nach Anhang 1, bei der das rückstrahlende optische Teil Mikroprismen enthält, die in einem Feld angeordnet sind, das das umgewandelte Licht zurückstrahlt.
(Anhang 7)
Lichtquellenvorrichtung nach Anhang 6, enthaltend ein Befestigungsteil, dass die Mikroprismen hält, wobei das Befestigungsteil konkave Teile zum Halten der Mikroprismen enthält.
(Anhang 8)
Lichtquellenvorrichtung nach Anhang 7, bei der
das Befestigungsteil so gebildet ist, dass es das umgewandelte Licht umgibt, das von dem Wellenlängen-Umwandlungsteil zu der Lichtquelle emittiert, und
die Mikroprismen auf einer Oberfläche des Befestigungsteils, das so gebildet ist, dass es das umgewandelte Licht umgibt, angeordnet sind.
(Anhang 9)
Lichtquellenvorrichtung nach Anhang 1, bei der das rückstrahlende optische Teil Mikrospiegel enthält, die in einem Feld angeordnet sind, das das umgewandelte Licht zurückstrahlt.
(Anhang 10)
Lichtquellenvorrichtung nach Anhang 9, bei der jeder der Mikrospiegel eine polyedrische Form hat.
(Anhang 11)
Lichtquellenvorrichtung nach Anhang 9, bei der jeder der Mikrospiegel eine Kuppelform hat.
(Anhang 12)
Lichtquellenvorrichtung nach Anhang 9, bei der jeder der Mikrospiegel eine sphärische Oberflächenform hat.
(Anhang 13)
Lichtquellenvorrichtung nach einem der Anhänge 9 bis 12, aufweisend ein Befestigungsteil, das die Mikrospiegel hält.
(Anhang 14)
Lichtquellenvorrichtung nach Anhang 13, bei der
das Befestigungsteil so gebildet ist, dass es das umgewandelte Licht umgibt, das von dem Wellenlängen-Umwandlungsteil zu der Lichtquelle emittiert wird, und
die Mikroprismen auf einer Oberfläche des Befestigungsteils, das so gebildet ist, dass es das umgewandelte Licht umgibt, angeordnet ist.
(Anhang 15
Lichtquellenvorrichtung nach einem der Anhänge 3, 4, 5, 8, 13 und 14, bei der das Befestigungsteil einen ersten Durchlassteil enthält, der dem Anregungslicht ermöglicht, durch diesen hindurchzugehen.
(Anhang 16)
Lichtquellenvorrichtung nach Anhang 15, bei der das von der Lichtquelle emittierte Anregungslicht durch den ersten Durchlassteil hindurchgeht und das Wellenlängen-Umwandlungsteil erreicht.
(Anhang 17)
Lichtquellenvorrichtung nach Anhang 15 oder 16, bei der der erste Durchlassteil eine Öffnung ist.
(Anhang 18)
Lichtquellenvorrichtung nach Anhang 15 oder 16, bei der der erste Durchlassteil durch ein Teil gebildet ist, das das Anregungslicht durchlässt.
(Anhang 19)
Lichtquellenvorrichtung nach Anhang 1, bei der das rückstrahlende optische Teil eine konkave Oberflächenform hat, die das Anregungslicht zurückstrahlt.
(Anhang 20)
Lichtquellenvorrichtung nach Anhang 19, bei der
das rückstrahlende optische Teil einen zweiten Durchlassteil enthält, der dem Anregungslicht ermöglicht, durch ihn hindurchzugehen, und
die konkave Oberflächenform auf dem zweiten Durchlassteil gebildet ist.
(Anhang 21)
Lichtquellenvorrichtung nach Anhang 19 oder 20, bei der ein Wellenlängen-Auswahlfilm, der dem Anregungslicht ermöglicht, durch ihn hindurchzugehen, und der das umgewandelte Licht reflektiert, auf der konkaven Oberflächenform gebildet ist.
(Anhang 22)
Lichtquellenvorrichtung nach einem der Anhänge 19 bis 21, bei der der zweite Durchlassteil einen zweiten Bereich enthält, auf den das Anregungslicht auftrifft, und der zweite Bereich mit einer Linsenoberfläche mit positiver Brechkraft versehen ist.
(Anhang 23)
Lichtquellenvorrichtung nach Anhang 22, bei der das auf den zweiten Durchlassteil auftreffende Anregungslicht paralleles Licht ist.
(Anhang 24)
Lichtquellenvorrichtung nach einem der Anhänge 19 bis 21, bei der der zweite Durchlassteil einen zweiten Bereich enthält, auf den das Anregungslicht auftrifft, und der zweite Bereich mit einer Linsenoberfläche mit negativer Brechkraft versehen ist.
(Anhang 25)
Lichtquellenvorrichtung nach Anhang 24, bei der das auf den zweiten Durchlassteil auftreffende Anregungslicht kondensiertes Licht ist.
(Anhang 26)
Lichtquellenvorrichtung nach einem der Anhänge 19 bis 25, bei derdie konkave Oberflächenform eine sphärische Oberflächenform ist.
(Anhang 27)
Lichtquellenvorrichtung nach Anhang 26, bei der ein Brennpunkt der sphärischen Oberflächenform in einem Bereich angeordnet ist, der ein Bereich auf dem Wellenlängen-Umwandlungsteil ist und der das Anregungslicht in das umgewandelte Licht umwandelt.
(Anhang 28)
Lichtquellenvorrichtung nach einem der Anhänge 1 bis 27, bei der das rückstrahlende optische Teil zwischen der Lichtquelle und dem Wellenlängen-Umwandlungsteil angeordnet ist.
(Anhang 29)
Lichtquellenvorrichtung nach einem der Anhänge 1 bis 28, aufweisend ein optisches Kondensationsteil, das das von der Lichtquelle emittierte Anregungslicht kondensiert.
(Anhang 30)
Lichtquellenvorrichtung nach Anhang 29, bei der das optische Kondensationsteil einen Auftreffbereich, wenn ein kondensierter Leuchtfluss das Wellenlängen-Umwandlungsteil erreicht, kleiner macht als einen Auftreffbereich, wenn der Leuchtfluss das optische Kondensationsteil erreicht.
(Anhang 31)
Lichtquellenvorrichtung nach Anhang 30, bei der
der Leuchtfluss und der kondensierte Leuchtfluss im Querschnitt kreisförmig sind und
ein Leuchtflussdurchmesser des kondensierten Leuchtflusses zu einer Zeit des Erreichens des Wellenlängen-Umwandlungsteils kleiner gemacht ist als ein Leuchtflussdurchmesser des Leuchtflusses zu einer Zeit des Erreichens des optischen Kondensationsteils.
(Anhang 32)
Lichtquellenvorrichtung nach Anhang 30 oder 31, bei der das Wellenlängen-Umwandlungsteil ein Leuchtstoffteil 4a ist.
(Anhang 33)
Lichtquellenvorrichtung nach einem der Anhänge 29 bis 32, bei der, wenn das Anregungslicht von dem optischen Kondensationsteil emittiert wird, Divergenzwinkel des Anregungslichts in zwei Richtungen, die senkrecht zu einer optischen Achse des optischen Kondensationsteils und orthogonal zueinander sind, differieren.
(Anhang 34)
Lichtquellenvorrichtung nach Anhang 33, bei der das optische Kondensationsteil eine ringförmige Linse ist.
(Anhang 35)
Lichtquellenvorrichtung nach einem der Anhänge 29 bis 34, bei der das optische Kondensationsteil zwischen der Lichtquelle und dem rückstrahlenden optischen Teil angeordnet ist.
(Anhang 36)
Lichtquellenvorrichtung nach einem der Anhänge 29 bis 35, bei der das optische Kondensationsteil eine Kondensationslinse ist.
(Anhang 37)
Beleuchtungsvorrichtung, welche enthält:

eine Lichtquellenvorrichtung nach einem der Anhänge 1 bis 36; und
ein optisches Projektionsteil, das ein auf dem Wellenlängen-Umwandlungsteil gebildetes Leuchtmuster projiziert.

(Anhang 38)
Beleuchtungsvorrichtung nach Anhang 37, bei der das Leuchtmuster auf einer Austrittsflächenseite des Leuchtstoffteils gebildet ist.
(Anhang 39)
Fahrzeug-Lampenvorrichtung, aufweisend die Beleuchtungsvorrichtung nach Anhang 37 oder 38.
Beschreibung der Bezugszeichen
1, 109, 113 Fahrzeug-Lampenvorrichtung; 1000, 1001, 1090, 1130 Lichtquellenvorrichtung; 2 Licht emittierendes Halbleiterelement; 3 Wellenlängen-Auswahlteil; 4 Wellenlängen-Umwandlungsteil; 4a Leuchtstoffteil; 4ao Austrittsfläche; 4b Leuchtstoff-Stützteil; 4bi Eintrittsfläche; 5, 5a optisches Kondensationsteil; 6 optisches Projektionsteil; 7 beleuchtete Oberfläche; 8, 8a Kondensationslichtpunkt; 9, 904, 909, 913 rückstrahlendes optisches Teil; 9a rückstrahlender Teil; 909a, 913a Wellenlängen-Auswahlbeschichtung; 9b, 909b, 913b Durchlassteil; 909c, 913c Eintrittsfläche; 50, 50a, 50b Anregungslicht; 51, 51a, 51b umgewandeltes Licht; 51c zusammengesetztes Licht; 1003a sphärische Linse; 1003b Linsenbefestigungsteil; 1003 c Basisteil; 1003d reflektierender Film; 1003e lichtdurchlässiges Harz; B1, B2 Dicke; G Abstand; D1, D2, D3, D4, D5 Durchmesser; BFL, EFL Abstand; F Brennpunkt; n Brechungsindex; r Radius, r1, r2 Abstand; S Querschnitt.

Claims

Lichtquellenvorrichtung (1000), welche aufweist: eine Lichtquelle (2) zum Emittieren von Anregungslicht (50); ein Wellenlängen-Umwandlungsteil (4), enthaltend einen ersten Bereich (8), der mit dem Anregungslicht (50) bestrahlt wird, wobei umgewandeltes Licht (51) mit einer Wellenlänge, die von einer Wellenlänge des Anregungslichts (50) verschieden ist, von dem ersten Bereich (8) emittiert wird; und ein rückstrahlendes optisches Teil (9) zum Reflektieren des umgewandelten Lichts (51), das von dem Wellenlängen-Umwandlungsteil (4) zu der Lichtquelle (2) hin gestrahlt wird, zu dem ersten Bereich (8), wobei das rückstrahlende optische Teil (9) zwischen der Lichtquelle (2) und dem Wellenlängen-Umwandlungsteil (4) angeordnet ist, wobei das rückstrahlende optische Teil (9) auftreffendes Licht in die Lichtauftreffrichtung zurückreflektiert, das rückstrahlende optische Teil (9) sphärische Linsen (1003a), ein Durchlassteil (9b) zum Durchlassen des Anregungslichts (50) und ein Befestigungsteil (1003b), das die sphärischen Linsen (1003a) hält, enthält, zwischen jeder sphärischen Linse (1003a) und der Lichtquelle (2) ein reflektierender Film (1003d) angeordnet ist, welcher umgewandeltes Licht (51), das von dem Wellenlängen-Umwandlungsteil (4) durch die sphärische Linse (1003a) hindurch in Richtung der Lichtquelle (2) gestrahlt wird, durch die sphärische Linse (1003a) hindurch zum Wellenlängen-Umwandlungsteil (4) zurückstrahlt, das Befestigungsteil (1003b) einen konkaven Teil zum Halten der sphärischen Linsen (1003a) hat, das Befestigungsteil (1003b) so gebildet ist, dass der von dem Wellenlängen-Umwandlungsteil (4) zu der Lichtquelle (2) hin gestrahlte Teil des umgewandelten Lichts (51) mittels des rückstrahlenden optischen Teils (9) zu dem ersten Bereich (8) hin rückgestrahlt wird, die sphärischen Linsen (1003a) auf einer Oberfläche des Befestigungsteils (1003b) angeordnet sind und das rückstrahlende optische Teil (9) im Bereich des Durchlassteils (9b) ein Wellenlängen-Auswahlteil enthält, das Licht mit der Wellenlänge des Anregungslichts (50) durchlässt und Licht mit der Wellenlänge des umgewandelten Lichts (51) reflektiert.
Lichtquellenvorrichtung (1090, 1130), welche aufweist: eine Lichtquelle (2) zum Emittieren von Anregungslicht (50); ein Wellenlängen-Umwandlungsteil (4), der einen ersten Bereich (8) enthält, der mit dem Anregungslicht (50) bestrahlt wird, wobei umgewandeltes Licht (51) mit einer Wellenlänge, die von einer Wellenlänge des Anregungslichts (50) verschieden ist, von dem ersten Bereich (8) emittiert wird; und ein rückstrahlendes optisches Teil (909, 913), das das umgewandelte Licht (51), das von dem Wellenlängen-Umwandlungsteil (4) zu der Lichtquelle (2) hin gestrahlt wird, zu dem ersten Bereich (8) reflektiert, wobei das rückstrahlende optische Teil (9) zwischen der Lichtquelle (2) und dem Wellenlängen-Umwandlungsteil (4) angeordnet ist, wobei das rückstrahlende optische Teil (909, 913) auftreffendes Licht in die Lichtauftreffrichtung zurückreflektiert, das rückstrahlende optische Teil (909, 913) eine konkave Oberflächenform (909a, 913a) hat, die das umgewandelte Licht (51) zum ersten Bereich (8) zurückstrahlt, das rückstrahlende optische Teil (909, 913) einen Durchlassteil (909b, 913b), der ermöglicht, dass das Anregungslicht (50) durch ihn hindurchgeht, und eine Wellenlängen-Auswahlbeschichtung (909a), die das Anregungslicht (50) durchlässt und das umgewandelte Licht (51) reflektiert, enthält, die konkave Oberflächenform (909a, 913a) auf dem Durchlassteil (909b, 913b) gebildet ist und die Wellenlängen-Auswahlbeschichtung (909a) auf der konkaven Oberflächenform (909a, 913a) gebildet ist.
Lichtquellenvorrichtung (1000, 1090, 1130) nach einem der Ansprüche 1 und 2, aufweisend ein optisches Kondensationsteil (5), das das von der Lichtquelle (2) emittierte Anregungslicht (50) kondensiert.
Lichtquellenvorrichtung (1000, 1090, 1130) nach Anspruch 3, bei der Divergenzwinkel des Anregungslichts (50) zu einer Zeit der Emission von dem optischen Kondensationsteil (5) in zwei Richtungen, die senkrecht zu einer optischen Achse des optischen Kondensationsteils (5) und orthogonal zueinander sind, unterschiedlich sind.
Beleuchtungsvorrichtung, welche aufweist, die Lichtquellenvorrichtung (1000, 1090, 1130) nach einem der Ansprüche 1 bis 4; und ein optisches Projektionsteil (6), das ein auf dem Wellenlängen-Umwandlungsteil (4) gebildetes Leuchtmuster projiziert.
Fahrzeug-Lampenvorrichtung (1, 109, 113), aufweisend die Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 5.