JP2012123941A - Light-emitting device, vehicular headlight, and lighting device - Google Patents
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- F21S41/176—Light sources where the light is generated by photoluminescent material spaced from a primary light generating element
Abstract
Description
本発明は、励起光を蛍光体に照射することで発生する蛍光を照明光として利用する発光装置、車両用前照灯及び照明装置に関するものである。 The present invention relates to a light-emitting device, a vehicle headlamp, and an illumination device that use fluorescence generated by irradiating a phosphor with excitation light as illumination light.
近年、励起光源として発光ダイオード(LED;Light Emitting Diode)や半導体レーザ(LD;Laser Diode)等の半導体発光素子を用い、これらの励起光源から生じた励起光を、蛍光体を含む発光部に照射することによって発生する蛍光を照明光として用いる発光装置の研究が盛んになってきている。 In recent years, semiconductor light emitting devices such as light emitting diodes (LEDs) and semiconductor lasers (LDs) are used as excitation light sources, and excitation light generated from these excitation light sources is emitted to light emitting units including phosphors. Research on light-emitting devices that use fluorescence generated by the above as illumination light has become active.
このような発光装置の一例として特許文献1に開示された車両用灯具がある。蛍光体と、異なる複数の方向から蛍光体に励起光を照射する半導体発光素子とを備えている。半導体発光素子が蛍光体に光を照射することにより、蛍光体が蛍光(白色光)を生成することができる。
An example of such a light emitting device is a vehicular lamp disclosed in
励起光の照射により、蛍光体を含む発光部の表面に照射領域(ビームスポット)が形成されるが、複数の方向から発光部に励起光が照射されるので、照射領域も多数形成される。このため、複数の方向からの励起光が発光部の表面において局所的に照射されると、多数の照射領域が重なることによりその箇所において発熱が生じ、当該箇所が高温にさらされる。 By irradiating the excitation light, an irradiation region (beam spot) is formed on the surface of the light emitting unit including the phosphor. However, since the light emitting unit is irradiated with the excitation light from a plurality of directions, a large number of irradiation regions are also formed. For this reason, when excitation light from a plurality of directions is locally irradiated on the surface of the light emitting portion, a large number of irradiation regions are overlapped to generate heat, and the portion is exposed to a high temperature.
この発熱によって、発光部の発光効率が低下してしまう可能性があり、また、発光部を形成する蛍光体及び蛍光体を封止する封止材が劣化する可能性がある。本発明の発明者は、蛍光体又は封止材が劣化した場合(すなわち発光部の一部が劣化した場合)には、その劣化した蛍光体の発光効率が低下し、そのために発光部全体としての発光効率が低下してしまう可能性があることを実験によって確認している。 Due to this heat generation, there is a possibility that the light emission efficiency of the light emitting part is lowered, and the phosphor forming the light emitting part and the sealing material for sealing the phosphor may be deteriorated. When the phosphor or the sealing material is deteriorated (that is, when a part of the light emitting part is deteriorated), the inventor of the present invention decreases the luminous efficiency of the deteriorated phosphor, and as a result, the light emitting part as a whole. It has been confirmed by experiments that there is a possibility that the light emission efficiency of the light source will be lowered.
ところが、このような発光部の劣化および発光部における発光効率の低下を抑制するための構成については、特許文献1には開示も示唆もされていない。
However,
本発明の目的は、発光部の劣化及び発光部における発光効率の低下を抑制することができる発光装置、車両用前照灯及び照明装置を提供することにある。 The objective of this invention is providing the light-emitting device, the vehicle headlamp, and the illuminating device which can suppress degradation of a light-emitting part, and the fall of the light emission efficiency in a light-emitting part.
本発明に係る発光装置は、上記の課題を解決するために、励起光を出射する出射層を有する複数の励起光源と、上記励起光源から出射された励起光を受光する受光面を有し、当該受光面において当該励起光を受けて発光する発光部と、を備え、上記出射層を含む第1平面それぞれと上記受光面を含む第2平面とがなす交線どうしが完全には重ならないことを特徴としている。 In order to solve the above problems, a light emitting device according to the present invention has a plurality of excitation light sources having an emission layer that emits excitation light, and a light receiving surface that receives excitation light emitted from the excitation light source, A light emitting section that emits light upon receiving the excitation light on the light receiving surface, and the intersecting lines formed by the first plane including the emission layer and the second plane including the light receiving surface do not completely overlap each other. It is characterized by.
上記構成によれば、複数の励起光源それぞれが有する出射層から出射された励起光が、発光部の受光面に照射される。すなわち、励起光源の出射層における励起光を出射する部分が発光部の受光面に向くように、励起光源及び発光部が配置されている。このため、出射層を含む第1平面と受光面を含む第2平面とがなす交線を、励起光源ごとに形成することができる。 According to the said structure, the excitation light radiate | emitted from the output layer which each of several excitation light sources has is irradiated to the light-receiving surface of a light emission part. That is, the excitation light source and the light emitting part are arranged so that the part of the emission layer of the excitation light source that emits excitation light faces the light receiving surface of the light emitting part. For this reason, the intersection line which the 1st plane containing an output layer and the 2nd plane containing a light-receiving surface make can be formed for every excitation light source.
また、上記の励起光源及び発光部の配置により、その交線は、受光面に励起光が照射されたときに形成される照射領域に含まれる。このため、交線どうしが完全に重なっているという状況は、個々の励起光源から出射された励起光が形成する照射領域の重なる部分が大きくなっていることを意味する。1つの励起光源からの励起光であっても照射領域において発熱を生じさせるので、複数の励起光源からの励起光が形成する照射領域が重なれば、その重なった部分での発熱量は大きくなり、その熱により発光部を劣化させてしまう可能性がある。 Further, due to the arrangement of the excitation light source and the light emitting unit, the intersection line is included in the irradiation region formed when the light receiving surface is irradiated with the excitation light. For this reason, the situation that the intersecting lines are completely overlapped means that the overlapping portion of the irradiation regions formed by the excitation light emitted from the individual excitation light sources is large. Even if the excitation light from one excitation light source generates heat in the irradiation region, if the irradiation regions formed by the excitation light from multiple excitation light sources overlap, the amount of heat generated in the overlapping portion increases. The light emitting part may be deteriorated by the heat.
本発明の発光装置では、上記交線どうしが完全には重ならないので、複数の励起光源から出射された励起光が形成する照射領域どうしの重なり部分を小さくすることができる。このため、励起光が発光部の一箇所に局所的に照射されることを防ぐことにより、発光部の発熱を抑制することができる。それゆえ、本発明の発光装置では、その発熱による発光部の劣化及び発光部における発光効率の低下を抑制することができる。 In the light emitting device of the present invention, since the intersecting lines do not completely overlap, the overlapping portion between the irradiation regions formed by the excitation light emitted from the plurality of excitation light sources can be reduced. For this reason, the heat generation of the light emitting part can be suppressed by preventing the excitation light from being locally irradiated to one place of the light emitting part. Therefore, in the light emitting device of the present invention, it is possible to suppress the deterioration of the light emitting part and the decrease in the light emission efficiency in the light emitting part due to the heat generation.
本発明に係る発光装置は、上記の課題を解決するために、励起光を出射する出射層を有する複数の励起光源と、上記励起光源から出射された励起光を受光する受光面を有し、当該受光面において励起光を受けて発光する発光部と、を備え、上記出射層を含む第1平面それぞれと上記受光面を含む第2平面とがなす交線のうちから選択される2つの交線どうしが、0°よりも大きく180°よりも小さい角度で交差することを特徴としている。 In order to solve the above problems, a light emitting device according to the present invention has a plurality of excitation light sources having an emission layer that emits excitation light, and a light receiving surface that receives excitation light emitted from the excitation light source, A light emitting portion that emits light upon receiving excitation light on the light receiving surface, and two intersections selected from the intersection lines formed by each of the first plane including the emission layer and the second plane including the light receiving surface. It is characterized in that the lines intersect at an angle larger than 0 ° and smaller than 180 °.
上記構成によれば、複数の励起光源それぞれが有する出射層から出射された励起光が、発光部の受光面に照射される。上述のように、励起光源と発光部との配置の関係から、出射層を含む第1平面と受光面を含む第2平面とがなす交線を、励起光源ごとに形成することができる。 According to the said structure, the excitation light radiate | emitted from the output layer which each of several excitation light sources has is irradiated to the light-receiving surface of a light emission part. As described above, an intersection line formed by the first plane including the emission layer and the second plane including the light receiving surface can be formed for each excitation light source because of the arrangement relationship between the excitation light source and the light emitting unit.
また、上記の励起光源及び発光部の配置により、その交線は、受光面に励起光が照射されたときに形成される照射領域に含まれる。このため、複数の交線のうちから選択される2つの交線どうしが0°あるいは180°の角度で交差する(すなわち、交線どうしが完全に重なる)という状況は、2つの励起光源から出射された励起光が形成する照射領域の重なる部分が大きくなっていることを意味する。 Further, due to the arrangement of the excitation light source and the light emitting unit, the intersection line is included in the irradiation region formed when the light receiving surface is irradiated with the excitation light. For this reason, the situation where two intersecting lines selected from a plurality of intersecting lines intersect at an angle of 0 ° or 180 ° (that is, the intersecting lines completely overlap) is emitted from the two excitation light sources. This means that the overlapping part of the irradiation areas formed by the excited light is increased.
本発明の発光装置では、上記2つの交線どうしが0°よりも大きく180°よりも小さい角度で交差するので、複数の励起光源から出射された励起光が形成する照射領域どうしの重なり部分を小さくすることができる。このため、励起光が発光部の一箇所に局所的に照射されることを防ぐことにより、発光部の発熱を抑制することができる。それゆえ、本発明の発光装置では、その発熱による発光部の劣化及び発光部における発光効率の低下を抑制することができる。 In the light emitting device of the present invention, the two intersecting lines intersect each other at an angle larger than 0 ° and smaller than 180 °, so that an overlapping portion of irradiation areas formed by excitation light emitted from a plurality of excitation light sources is formed. Can be small. For this reason, the heat generation of the light emitting part can be suppressed by preventing the excitation light from being locally irradiated to one place of the light emitting part. Therefore, in the light emitting device of the present invention, it is possible to suppress the deterioration of the light emitting part and the decrease in the light emission efficiency in the light emitting part due to the heat generation.
また、本発明に係る発光装置は、隣接する2つの励起光源が形成する交線どうしのなす角をθとしたとき、θ=180°/上記励起光源の個数を満たすように、上記励起光源が配置されることが好ましい。 Further, in the light emitting device according to the present invention, when the angle formed by the intersecting lines formed by two adjacent excitation light sources is θ, the excitation light source satisfies θ = 180 ° / the number of excitation light sources. Preferably they are arranged.
隣接する2つの励起光源が形成する交線どうしのなす角が一定でない場合には、発光部の受光面において、照射領域が密に重なっている部分(例えば図9(b)の領域41)と疎な重なり部分(例えば図9(b)の領域42)とが形成される。密な重なり部分ではその発熱量が大きくなるので、他の領域に比べ劣化し易い。
In the case where the angle formed by the intersecting lines formed by two adjacent excitation light sources is not constant, a portion (for example, the
上記構成によれば、交線どうしのなす角が一定、すなわち交線が均一に形成されるように励起光源及び発光部が配置されるので、励起光源それぞれから出射された励起光が形成する照射領域は、受光面において均等に形成される。このため、照射領域が密に重なる部分をなくすことができるので、局所的な発熱による発光部の劣化を抑制することができる。 According to the above configuration, since the excitation light source and the light emitting unit are arranged so that the angle formed by the intersecting lines is constant, that is, the intersecting lines are formed uniformly, the irradiation formed by the excitation light emitted from each of the excitation light sources The region is formed uniformly on the light receiving surface. For this reason, it is possible to eliminate a portion where the irradiation regions overlap closely, and thus it is possible to suppress deterioration of the light emitting portion due to local heat generation.
また、本発明に係る発光装置は、上記受光面における照射領域の範囲を調節する両凸レンズを備え、上記励起光源は、上記両凸レンズの一方の焦点位置に配置され、上記発光部は、上記両凸レンズの他方の焦点位置側で、かつ、上記照射領域の長軸の長さが上記受光面の外周上の最も離れた2点間の長さと略一致する位置に配置されていることが好ましい。 The light-emitting device according to the present invention includes a biconvex lens that adjusts a range of an irradiation region on the light-receiving surface, the excitation light source is disposed at one focal position of the biconvex lens, and the light-emitting unit includes the both light-emitting units. It is preferable that the second lens is located on the other focal position side of the convex lens and at a position where the length of the major axis of the irradiation region substantially coincides with the distance between the two most distant points on the outer periphery of the light receiving surface.
上記構成によれば、両凸レンズを備えているので、励起光源から出射された励起光を適切に受光面に照射させることができる。 According to the above configuration, since the biconvex lens is provided, the light receiving surface can be appropriately irradiated with the excitation light emitted from the excitation light source.
また、両凸レンズの2つの焦点位置のうち、一方の焦点位置に励起光源を配置しているので、励起光源から出射された励起光の光強度分布を分散させず、その光強度の大きさを維持したまま(例えばガウシアン分布を維持したまま)、励起光を発光部に照射することができる。このため、1個の励起光源あたりの発光部での発光効率を高めることができる。 In addition, since the excitation light source is arranged at one of the two focal positions of the biconvex lens, the light intensity distribution of the excitation light emitted from the excitation light source is not dispersed, and the magnitude of the light intensity is reduced. While maintaining (for example, maintaining the Gaussian distribution), the light emitting unit can be irradiated with excitation light. For this reason, the luminous efficiency in the light emission part per one excitation light source can be improved.
そして、2つの焦点位置のうち、他方の焦点位置側で、かつ、上記2つの長さが略一致する位置に発光部を配置しているので、受光面の大きさよりも小さい領域にだけ励起光が照射されたり、発光部以外の領域に励起光が照射されたりすることを防ぐことができる。このため、発光部の励起効率の低下及び励起光の受光面に対する照射効率の低下を防ぐことができる。 In addition, since the light emitting unit is arranged at the other focal position side of the two focal positions and at the position where the two lengths substantially coincide with each other, the excitation light is applied only to a region smaller than the size of the light receiving surface. Can be prevented, and excitation light can be prevented from being irradiated to areas other than the light emitting portion. For this reason, the fall of the excitation efficiency of a light emission part and the irradiation efficiency with respect to the light-receiving surface of excitation light can be prevented.
また、本発明に係る発光装置は、上記受光面における上記励起光の光強度分布がガウシアン分布よりも分散されていることが好ましい。 In the light emitting device according to the present invention, it is preferable that the light intensity distribution of the excitation light on the light receiving surface is more dispersed than the Gaussian distribution.
上記構成によれば、励起光の光強度分布がガウシアン分布よりも分散されているので、その励起光の最大の光密度はガウシアン分布であるときの最大の光密度に比べて小さい。このため、励起光による受光面での発熱を、励起光源ごとに抑制することができる。それゆえ、発光部全体としての発熱をさらに抑制することができる。 According to the above configuration, since the light intensity distribution of the excitation light is more dispersed than the Gaussian distribution, the maximum light density of the excitation light is smaller than the maximum light density in the case of the Gaussian distribution. For this reason, the heat_generation | fever in the light-receiving surface by excitation light can be suppressed for every excitation light source. Therefore, the heat generation of the entire light emitting unit can be further suppressed.
また、本発明に係る発光装置は、上記受光面における照射領域の範囲を調節する両凸レンズを備え、上記励起光源と上記両凸レンズとの距離が当該両凸レンズの焦点距離よりも短くなるように、当該励起光源あるいは両凸レンズが配置されていることが好ましい。 In addition, the light emitting device according to the present invention includes a biconvex lens that adjusts a range of an irradiation region on the light receiving surface, and a distance between the excitation light source and the biconvex lens is shorter than a focal length of the biconvex lens. The excitation light source or the biconvex lens is preferably arranged.
上記構成によれば、受光面における励起光の光強度分布をガウシアン分布よりも分散させることができる(例えば図15(b)参照)。 According to the above configuration, the light intensity distribution of the excitation light on the light receiving surface can be dispersed more than the Gaussian distribution (see, for example, FIG. 15B).
また、本発明に係る発光装置は、上記受光面における上記励起光の光強度分布において複数のピークが形成されていることが好ましい。 In the light emitting device according to the present invention, it is preferable that a plurality of peaks are formed in the light intensity distribution of the excitation light on the light receiving surface.
上記構成によれば、受光面における励起光の光強度分布において複数のピークが形成されることにより、その光強度分布をガウシアン分布よりも分散させることができる(例えば図19(b)参照)。 According to the above configuration, a plurality of peaks are formed in the light intensity distribution of the excitation light on the light receiving surface, so that the light intensity distribution can be dispersed more than the Gaussian distribution (see, for example, FIG. 19B).
また、本発明に係る発光装置は、上記受光面における照射領域の範囲を調節する両凸レンズを備え、上記励起光源と上記両凸レンズとの距離が当該両凸レンズの焦点距離よりも長くなるように、当該励起光源あるいは両凸レンズが配置されていることが好ましい。 Further, the light emitting device according to the present invention includes a biconvex lens that adjusts a range of an irradiation region on the light receiving surface, and a distance between the excitation light source and the biconvex lens is longer than a focal length of the biconvex lens. The excitation light source or the biconvex lens is preferably arranged.
上記構成によれば、受光面における励起光の光強度分布において、ガウシアン分布よりも分散された複数のピークを形成することができる。 According to the above configuration, in the light intensity distribution of the excitation light on the light receiving surface, a plurality of peaks that are more dispersed than the Gaussian distribution can be formed.
また、本発明に係る発光装置は、上記受光面における照射領域の長軸の長さが、上記受光面の外周上の最も離れた2点間の長さと略一致していることが好ましい。 In the light emitting device according to the present invention, it is preferable that the length of the long axis of the irradiation region on the light receiving surface is substantially the same as the length between the two most distant points on the outer periphery of the light receiving surface.
上記構成によれば、上記2つの長さが略一致しているので、受光面の大きさよりも小さい領域にだけ励起光が照射されたり、発光部以外の領域に励起光が照射されたりすることを防ぐことができる。このため、発光部の励起効率の低下及び励起光の受光面に対する照射効率の低下を防ぐことができる。 According to the above configuration, since the two lengths are substantially the same, the excitation light is irradiated only to a region smaller than the size of the light receiving surface, or the excitation light is irradiated to a region other than the light emitting portion. Can be prevented. For this reason, the fall of the excitation efficiency of a light emission part and the irradiation efficiency with respect to the light-receiving surface of excitation light can be prevented.
また、本発明に係る車両用前照灯及び照明装置は、上記に記載の発光装置を含む構成である。このため、上記の発光装置と同様、発光部の劣化及び発光部における発光効率の低下を抑制することが可能な車両用前照灯及び照明装置を実現することができる。 Moreover, the vehicle headlamp and the lighting device according to the present invention include the light-emitting device described above. For this reason, similarly to said light-emitting device, the vehicle headlamp and the illuminating device which can suppress deterioration of a light emission part and the fall of the light emission efficiency in a light emission part are realizable.
以上のように、本発明に係る発光装置は、励起光を出射する出射層を有する複数の励起光源と、上記励起光源から出射された励起光を受光する受光面を有し、当該受光面において当該励起光を受けて発光する発光部と、を備え上記出射層を含む第1平面と上記受光面を含む第2平面とがなす交線どうしが完全には重ならない構成である。 As described above, the light-emitting device according to the present invention has a plurality of excitation light sources having an emission layer that emits excitation light, and a light-receiving surface that receives excitation light emitted from the excitation light source. And a light emitting portion that emits light upon receiving the excitation light, and the intersecting line formed by the first plane including the emission layer and the second plane including the light receiving surface does not completely overlap.
それゆえ、発光部の劣化及び発光部における発光効率の低下を抑制することができるという効果を奏する。 Therefore, there is an effect that it is possible to suppress deterioration of the light emitting unit and a decrease in light emission efficiency in the light emitting unit.
〔実施形態1〕
本発明の実施の一形態について図1〜図13に基づいて説明すれば、以下のとおりである。
The following describes one embodiment of the present invention with reference to FIGS.
<ヘッドランプ1の構成>
図2は、本発明の一実施形態に係るヘッドランプ1の概略構成を示す図であり、(a)はその上面図、(b)はその断面図である。図2(b)に示すように、ヘッドランプ1は、レーザ素子(励起光源、半導体レーザ)2、レンズ3、発光部4、パラボラミラー(反射鏡)5、金属ベース(熱伝導性部材、支持部材)7、フィン(冷却部)8を備えている。
<Configuration of
2A and 2B are diagrams showing a schematic configuration of a
(レーザ素子2)
レーザ素子2は、励起光を出射する励起光源として機能する発光素子である。このレーザ素子2は複数設けられており、複数のレーザ素子2のそれぞれから励起光としてのレーザ光が発振される。なお、本実施形態では、レーザ素子2が複数存在する場合には、便宜上、個々のレーザ素子に対して符号2a、2b、2c、…を付す場合がある。
(Laser element 2)
The
レーザ素子2は、1チップに1つの発光点を有するものであってもよく、1チップに複数の発光点を有するものであってもよい。1チップに複数の発光点を有する場合には、チップ内のレーザ素子2の活性層111の向きは同じ向きであることが好ましい。この活性層111の向き(第1平面31においてレーザ光の光軸Lと垂直な軸方向)については図7を用いて後述する。また、活性層111を含むレーザ素子2の基本構造については図3を用いて後述する。
The
レーザ素子2のレーザ光の波長は、例えば、405nm(青紫色)または445nm(青色)であるが、これらに限定されず、発光部4に含める蛍光体の種類に応じて適宜選択されればよい。
The wavelength of the laser beam of the
また、励起光源(発光素子)として、レーザ素子の代わりに、発光ダイオード(LED)を用いることも可能である。 Moreover, it is also possible to use a light emitting diode (LED) instead of a laser element as an excitation light source (light emitting element).
(レーザ素子2の構造)
ここで、レーザ素子2の基本構造について説明する。図3はレーザ素子2の基本構造を説明するための図であり、(a)はレーザ素子2の回路図を模式的に示したものであり、(b)はレーザ素子2の基本構造を示す斜視図である。同図に示すように、レーザ素子2は、カソード電極19、基板18、クラッド層113、活性層111(出射層)、クラッド層112、アノード電極17がこの順に積層された構成である。
(Structure of laser element 2)
Here, the basic structure of the
基板18は、半導体基板であり、本願のように蛍光体を励起する為の青色〜紫外の励起光を得る為にはGaN、サファイア、SiCを用いることが好ましい。一般的には、レーザ素子用の基板の他の例として、Si、GeおよびSiC等のIV属半導体、GaAs、GaP、InP、AlAs、GaN、InN、InSb、GaSbおよびAlNに代表されるIII−V属化合物半導体、ZnTe、ZeSe、ZnSおよびZnO等のII−VI属化合物半導体、ZnO、Al2O3、SiO2、TiO2、CrO2およびCeO2等の酸化物絶縁体、並びに、SiNなどの窒化物絶縁体のいずれかの材料が用いられる。
The
アノード電極17は、クラッド層112を介して活性層111に電流を注入するためのものである。
The
カソード電極19は、基板18の下部から、クラッド層113を介して活性層111に電流を注入するためのものである。なお、電流の注入は、アノード電極17・カソード電極19に順方向バイアスをかけて行う。
The
活性層111は、クラッド層113及びクラッド層112で挟まれた構造になっている。換言すれば、レーザ素子2は、レーザ光を出射する活性層111を有する構成である。
The
また、活性層111およびクラッド層の材料としては、青色〜紫外の励起光を得る為にはAlInGaNから成る混晶半導体が用いられる。一般にレーザ素子の活性層・クラッド層としては、Al、Ga、In、As、PN、Sbを主たる組成とする混晶半導体が用いられ、そのような構成としても良い。また、Zn、Mg、S、Se、TeおよびZnO等のII−VI属化合物半導体によって構成されていてもよい。
As the material for the
また、活性層111は、注入された電流により発光が生じる領域であり、クラッド層112及びクラッド層113との屈折率差により、発光した光が活性層111内に閉じ込められる。
The
さらに、活性層111には、誘導放出によって増幅される光を閉じ込めるために互いに対向して設けられる表側へき開面114・裏側へき開面115が形成されており、この表側へき開面114・裏側へき開面115が鏡の役割を果す。
Further, the
ただし、完全に光を反射する鏡とは異なり、誘導放出によって増幅される光の一部は、活性層111の表側へき開面114・裏側へき開面115(本実施の形態では、便宜上表側へき開面114とする)から出射され、励起光L0となる。なお、活性層111は、多層量子井戸構造を形成していてもよい。
However, unlike a mirror that completely reflects light, a part of the light amplified by stimulated emission is obtained by cleaving the front side cleaved
なお、表側へき開面114と対向する裏側へき開面115には、レーザ発振のための反射膜(図示せず)が形成されており、表側へき開面114と裏側へき開面115との反射率に差を設けることで、低反射率端面である、例えば、表側へき開面114より励起光L0の大部分を発光点103から照射されるようにすることができる。
Note that a reflective film (not shown) for laser oscillation is formed on the back side cleaved
クラッド層113・クラッド層112は、n型およびp型それぞれのGaAs、GaP、InP、AlAs、GaN、InN、InSb、GaSb、及びAlNに代表されるIII−V属化合物半導体、並びに、ZnTe、ZeSe、ZnSおよびZnO等のII−VI属化合物半導体のいずれの半導体によって構成されていてもよく、順方向バイアスをアノード電極17及びカソード電極19に印加することで活性層111に電流を注入できるようになっている。
The
クラッド層113・クラッド層112および活性層111などの各半導体層との膜形成については、MOCVD(有機金属化学気相成長)法やMBE(分子線エピタキシー)法、CVD(化学気相成長)法、レーザアブレーション法、スパッタ法などの一般的な成膜手法を用いて構成できる。各金属層の膜形成については、真空蒸着法やメッキ法、レーザアブレーション法、スパッタ法などの一般的な成膜手法を用いて構成できる。
As for film formation with each semiconductor layer such as the
(発光部4の発光原理)
次に、レーザ素子2から発振されたレーザ光による蛍光体の発光原理について説明する。
(Light emission principle of the light emitting unit 4)
Next, the light emission principle of the phosphor by the laser light oscillated from the
まず、レーザ素子2から発振されたレーザ光が発光部4に含まれる蛍光体に照射されることにより、蛍光体内に存在する電子が低エネルギー状態から高エネルギー状態(励起状態)に励起される。
First, the laser light oscillated from the
その後、この高エネルギー状態の電子は、分子同士の衝突により一部エネルギーが奪われて振動遷移を起こし、最終的に、励起状態から低エネルギー状態(基底状態)に遷移する。 After that, the electrons in the high energy state are partially deprived of energy due to collisions between molecules to cause a vibrational transition, and finally transition from an excited state to a low energy state (ground state).
このように、高エネルギー状態に励起されて振動遷移を起こした電子が、低エネルギー状態に遷移することによって蛍光体が発光する。 As described above, the phosphor excited by the high energy state and causing the vibrational transition makes a transition to the low energy state, whereby the phosphor emits light.
白色光は、等色の原理を満たす3つの色の混色、または補色の関係を満たす2つの色の混色で構成でき、この原理・関係に基づき、レーザ素子2から発振されたレーザ光の色と蛍光体が発する光の色との組み合わせにより、白色光を発生させることができる。
White light can be composed of a mixture of three colors that satisfy the principle of equal color, or a mixture of two colors that satisfy the relationship of complementary colors. Based on this principle and relationship, the color of the laser light oscillated from the
(レンズ3)
レンズ3は、レーザ素子2から出射したレーザ光が発光部4に適切に照射されるように、当該レーザ光の照射領域34(レーザ光のビームスポット、励起スポット)(図9(b)参照)の範囲を調節(例えば、拡大)するためのレンズであり、レーザ素子2のそれぞれに配設されている。レンズ3は、レーザ素子2から出射されたレーザ光をほぼ平行光(ほぼコリメート光)として出射するものでも、当該レーザ光を集光するものであってもよい。
(Lens 3)
The
本実施形態では、主として、レンズ3によりレーザ光がほぼ平行光となって発光部4に照射される場合について説明する。この場合、レンズ3としては、平凸レンズ、両凸レンズ、非球面レンズ等が用いられ、レーザ素子2、レンズ3及び発光部4の位置関係は例えば図4のようになる。
In the present embodiment, a case will be mainly described in which the laser light is substantially collimated by the
レンズ3の焦点位置Aに、レーザ素子2が配置される。具体的には、焦点位置Aに、レーザ素子2の発光点103(図3参照)と一致するようにレーザ素子2が配置される。図4では、レンズ3の主点におけるレーザ光の幅l1が1.5mm、レーザ光が発光部4の受光面4aに照射されるときのレーザ光の幅l2が2.0mmであり、また、レンズ3と発光部4との距離l3が50mmとなるようにそれぞれ配置される。同図では、距離l3は、レーザ光の幅l1、l2よりも十分に長いので、ほぼ平行光であるとみなすことができる。
The
なお、レンズ3が両凸レンズであり、その両凸レンズによりレーザ光が発光部4側において集光されてもよい。この場合については、図13を用いて後述する。
The
(発光部4)
発光部4は、レーザ素子2から出射されたレーザ光を受光する受光面4aを有し、受光面4aにおいてレーザ光を受けて蛍光を発するものであり、レーザ光を受けて発光する蛍光体(蛍光物質)を含んでいる。具体的には、発光部4は、封止材の内部に蛍光体が分散されているもの、または蛍光体を固めたものである。発光部4は、レーザ光を蛍光に変換するため、波長変換素子であると言える。
(Light emitting part 4)
The
発光部4の形状は、直径2mm、高さ(厚み)0.2mmの円柱構造となっている。発光部4の直径及び高さは、蛍光の利用効率、所定の光量および放射効率を考慮して決定されることが好ましい。本実施形態では、受光面4aにおける照射領域34の長軸が2mm、すなわち受光面4aの直径と同じとなるように、それぞれのレーザ素子2、レンズ3及び発光部4の配置位置が決定されている。具体的には、レンズ3の焦点位置付近にレーザ素子2を配置した後、照射領域34の長軸の長さを受光面4aの直径となるように、発光部4がパラボラミラー5の焦点位置に配置される。換言すれば、照射領域34の長軸の長さが、受光面4aの外周上の最も離れた2点間の長さ(本実施形態では受光面4aの直径)と略一致するように上記の配置位置が決定されている。
The
この場合、照射領域34の長軸の長さが受光面4aの外周上の最も離れた2点間の長さよりも短い場合には、略一致している場合に比べ照射領域34が小さくなるので、その分、不必要に光密度が高くなってしまい、発光部4での異常な発熱が懸念される。本実施形態では、上記2つの長さが略一致しているので、発光部4が異常に発熱する恐れがない。
In this case, when the length of the major axis of the
一方、照射領域34の長軸の長さが受光面4aの外周上の最も離れた2点間の長さよりも長い場合には、レーザ光が受光面4a以外の不要な領域(例えば金属ベース7)にも照射されるので、その領域に照射される分の励起光を利用して発光部4に含まれる蛍光体を励起させることができない。本実施形態では、上記2つの長さが略一致しているので、発光部4の発光に無駄なくレーザ光を利用することができ、レーザ光の受光面4aに対する照射効率の低下を防ぐことができる。
On the other hand, when the length of the major axis of the
つまり、本実施形態では、照射領域34の長軸の長さが受光面4aの直径(2mm)となるようにレーザ素子2等の配置が決定されているが、発光部4の励起効率の低下及びレーザ光の受光面4aに対する照射効率の低下を防ぐことができるように、その配置が決定されていればよい。すなわち、その励起効率及び照射効率の低下を防ぐことが可能であれば、照射領域34の長軸の長さが、受光面4aの直径と同じでなく、例えばその直径よりも若干短くなるようにレーザ素子2等が配置されてもよい。すなわち、その励起効率及び照射効率の低下を防ぐことが可能な程度に、上記2つの長さが「略一致」していればよい。さらに換言すれば、照射領域34の長軸の長さが、受光面4aの外周上の最も離れた2点間の長さと一致する必要はなく、照射領域34が全て含まれるように発光部4のサイズが決められておればよく、照射領域34の長軸の長さが、受光面4aの外周上の最も離れた2点間の長さ以下であればよい。
That is, in this embodiment, the arrangement of the
また、パラボラミラー5からの光の放射角が所望の角度となるように照射領域34が決定され、その照射領域34が全て含まれるように発光部4のサイズが決められる。
Further, the
この発光部4は、金属ベース7の上かつパラボラミラー5のほぼ焦点位置に配置されている。換言すれば、発光部4の中心はパラボラミラー5の焦点位置とほぼ一致している。そのため、発光部4から出射した蛍光は、パラボラミラー5の反射曲面に反射することで、その光路が制御される。発光部4の上面にレーザ光の反射を防止する反射防止構造が形成されていてもよい。
The
発光部4の蛍光体として、例えば、酸窒化物系蛍光体(例えば、サイアロン蛍光体)またはIII−V族化合物半導体ナノ粒子蛍光体(例えば、インジュウムリン:InP)を用いることができる。これらの蛍光体は、レーザ素子2から発せられた高い出力(および/または光密度)のレーザ光に対しての熱耐性が高く、レーザ照明光源に最適である。ただし、発光部4の蛍光体は、上述のものに限定されず、窒化物蛍光体など、その他の蛍光体であってもよい。
As the phosphor of the
また、ヘッドランプの照明光は、所定の範囲の色度を有する白色にしなければならないことが、法律により規定されている。そのため、発光部4には、照明光が白色となるように選択された蛍光体が含まれている。
In addition, the law stipulates that the illumination light of the headlamp must be white having a predetermined range of chromaticity. For this reason, the
例えば、青色、緑色および赤色の蛍光体を発光部4に含め、405nmのレーザ光を照射すると白色光が発生する。または、黄色の蛍光体(または緑色および赤色の蛍光体)を発光部4に含め、450nm(青色)のレーザ光(または、440nm以上490nm以下の波長範囲にピーク波長を有する、いわゆる青色近傍のレーザ光)を照射することでも白色光が得られる。
For example, when blue, green, and red phosphors are included in the
発光部4の封止材は、例えば、ガラス材(無機ガラス、有機無機ハイブリッドガラス)、シリコーン樹脂等の樹脂材料である。ガラス材として低融点ガラスを用いてもよい。封止材は、透明性の高いものが好ましく、レーザ光が高出力の場合には、耐熱性の高いものが好ましい。
The sealing material of the
(パラボラミラー5)
パラボラミラー5は、発光部4が発生させた蛍光を反射し、所定の立体角内を進む光線束(照明光)を形成する。このパラボラミラー5は、例えば、金属薄膜がその表面に形成された部材であってもよいし、金属製の部材であってもよい。
(Parabolic mirror 5)
The
図5は、パラボラミラー5の回転放物面を示す概念図であり、図6(a)はパラボラミラー5の上面図、(b)は正面図、(c)は側面図である。図6(a)〜(c)は、図面をわかりやすく例示するよう直方体の部材の内部をくり抜くことでパラボラミラー5を形成した例を示している。
FIG. 5 is a conceptual diagram showing the paraboloid of the
図5に示すように、パラボラミラー5は、放物線の対称軸を回転軸として当該放物線を回転させることによって形成される曲面(放物曲面)を、上記回転軸を含む平面で切断することによって得られる部分曲面の少なくとも一部をその反射面に含んでいる。図6(a)および(c)において、符号5aで示す曲線が放物曲面を示している。また、図6(b)に示すように、パラボラミラー5を正面から見た場合、その開口部5b(照明光の出口)は半円である。
As shown in FIG. 5, the
このような形状のパラボラミラー5が、発光部4の、側面よりも面積の広い上面の上方にその一部が配置されている。すなわち、パラボラミラー5は、発光部4の上面を覆う位置に配置されている。別の観点から説明すれば、発光部4の側面の一部は、パラボラミラー5の開口部5bの方向を向いている。
Part of the
発光部4とパラボラミラー5との位置関係を上述のものにすることで、発光部4の蛍光を狭い立体角内に効率的に投光することができ、その結果、蛍光の利用効率を高めることができる。
By making the positional relationship between the
また、レーザ素子2は、パラボラミラー5の外部に配置されており、パラボラミラー5には、レーザ光を透過または通過させる窓部6が形成されている。この窓部6は、開口部であってもよいし、レーザ光を透過可能な透明部材を含むものであってもよい。例えば、レーザ光を透過し、白色光(発光部4の蛍光)を反射するフィルターを設けた透明板を窓部6として設けてもよい。この構成では、発光部4の蛍光が窓部6から漏れることを防止できる。
The
窓部6は、複数のレーザ素子2に共通のものが1つ設けられていてもよいし、各レーザ素子2に対応した複数の窓部6が設けられていてもよい。
One common window portion 6 may be provided for the plurality of
なお、パラボラミラー5の一部にパラボラではない部分を含めてもよい。また、本発明の発光装置が有する反射鏡は、閉じた円形の開口部を有するパラボラミラーまたはその一部を含むものであってもよい。また、上記反射鏡は、パラボラミラーに限定されず、楕円面ミラーや半球面ミラーであってもよい。すなわち、上記反射鏡は、回転軸を中心として図形(楕円、円、放物線)を回転させることによって形成される曲面の少なくとも一部をその反射面に含んでいるものであればよい。
A part that is not a parabola may be included in a part of the
(金属ベース7)
金属ベース7は、発光部4を支持する板状の支持部材であり、金属(例えば、銅や鉄)からなっている。それゆえ、金属ベース7は熱伝導性が高く、発光部4の発熱を効率的に放熱することができる。なお、発光部4を支持する部材は、金属からなるものに限定されず、金属以外の熱伝導性が高い物質(ガラス、サファイアなど)を含む部材でもよい。ただし、発光部4と当接する金属ベース7の表面は反射面として機能することが好ましい。上記表面が反射面であることにより、発光部4の上面から入射したレーザ光が蛍光に変換された後に、当該反射面で反射させてパラボラミラー5へ向かわせることができる。または、発光部4の上面から入射したレーザ光を上記反射面で反射させて、再度発光部4の内部に向かわせて蛍光に変換することができる。
(Metal base 7)
The
金属ベース7は、パラボラミラー5によって覆われているため、金属ベース7は、パラボラミラー5の反射曲面(放物曲面)と対向する面を有していると言える。金属ベース7の発光部4が設けられている側の表面は、パラボラミラー5の回転放物面の回転軸と概ね平行であり、当該回転軸を概ね含んでいることが好ましい。
Since the
(フィン8)
フィン8は、金属ベース7を冷却する冷却部(放熱機構)として機能する。このフィン8は、複数の放熱板を有するものであり、大気との接触面積を増加させることにより放熱効率を高めている。金属ベース7を冷却する冷却部は、冷却(放熱)機能を有するものであればよく、ヒートパイプ、水冷方式や、空冷方式のものであってもよい。
(Fin 8)
The fin 8 functions as a cooling unit (heat dissipation mechanism) that cools the
<受光面4aにおけるレーザ光の照射位置>
次に、本実施形態に係る発光部4の受光面4aにおけるレーザ光の照射位置について、図1、図2(a)、図7〜図9に基づいて説明する。
<Laser irradiation position on the
Next, the irradiation position of the laser beam on the
(交線33が形成する交点35について)
まず、図1は、レーザ素子2a及び2bからレーザ光が出射されたときに受光面4aに形成される照射領域34a及び34bの様子を示す図である。図1では、説明を簡略化するために、レーザ素子2a及び2bの2つが配置されている場合を例として説明するが、3個以上のレーザ素子2が配置されている場合についても同様に説明することができる。また、図1では、レーザ素子2a及び2bの構成として、同図の説明に必要な活性層111のみを示している。
(About the
First, FIG. 1 is a view showing a state of
また、レーザ素子2a、2b、…が備える活性層111を含む第1平面に対して、それぞれ符号31a、31b、…を付すものとする。また、第1平面31a、31b、…と、受光面4aを含む第2平面32とがなす交線に対して、それぞれ符号33a、33b、…を付すものとする。また、レーザ素子2a、2b、…から出射されるレーザ光が受光面4aに形成する照射領域に対して、それぞれ符号34a、34b、…を付すものとする。なお、第1平面、照射領域及び交線が複数存在することを区別しない場合には、それぞれに対して符号31、33及び34を付すものとする。
Also,
図1では、レーザ素子2a及び2bがそれぞれ活性層111を含み、それぞれの活性層111を含む第1平面31a及び31bと、受光面4aを含む第2平面32とが交線33a及び33bを形成している。レーザ素子2a及び2bと、受光面4aとは、レーザ素子2a及び2bそれぞれの活性層111から出射されたレーザ光が受光面4aに照射されるように、すなわち活性層111の発光点103が受光面4aを向くように配置されている。その配置により、第1平面31と第2平面32とがなす交線33を、レーザ素子2ごとに形成することができる。
In FIG. 1, the
なお、活性層111には実際厚みがあるが5nmと非常に薄いため、その厚みがないものとして、すなわち第1平面31が活性層111を含むものとして説明する。活性層111の厚みを考慮すれば、表側へき開面114(出射面)と垂直で、かつ、活性層111の一部を含む(その一部を通る)平面を、第1平面31とすればよい。
Note that the
ここで、上記のように、発光点103が受光面4aを向くように配置されているので、その受光面4aにはレーザ素子2から出射されたレーザ光の照射領域34が形成される。この場合、レーザ素子2a及び2bが形成する交線33どうしが完全に重なっているという状況は、個々のレーザ素子2から出射されたレーザ光の照射領域34が重なる部分が大きくなっていることを意味する。そして、その部分では発熱量が大きくなってしまうので、発光部4を劣化させてしまう可能性がある。
Here, as described above, since the
本実施形態では、図1に示すように、第1平面31a及び31b(第1平面31それぞれ)と第2平面32とがなす交線33a及び33bが、1つの交点35のみで重なっている。換言すれば、複数の交線33から選択される2つの交線33どうしが、0°よりも大きく180°よりも小さい角度で交差しており、交線33どうしが完全には重なっていない。交点35以外の箇所において交線33a及び33bが重なることがないので、照射領域34a及び34bの重なり部分を小さくすることができる。このため、レーザ光が発光部4(受光面4a)の一箇所に局所的に照射されることを防ぐことができ、発光部4での急激な発熱を抑制することができる。それゆえ、その発熱による発光部4の劣化を抑制することができるので、発光部4の長寿命化を図ることができる。また、その発熱による発光部4の発光効率の低下を抑制することができるので、高出力の励起光源を利用したヘッドランプ1においても、そのヘッドランプ1で要求される所望の光量を有する照明光の出射を実現することができる。
In the present embodiment, as shown in FIG. 1, the intersection lines 33 a and 33 b formed by the
ここで、複数の第1平面31と第2平面32とがなす交線33がそれぞれ平行となるようにレーザ素子2を配置することも考えられるが、この場合、発光部4の発光効率が低下してしまう可能性がある。その理由は以下のとおりである。
Here, it is conceivable to arrange the
本実施形態の受光面4aは円形状となっている。例えばその直径と照射領域34の長軸とを略一致させた場合には、直径ではない位置にレーザ光が照射されると、受光面4a以外の部分にレーザ光が照射されることになるので、当該部分に照射されるレーザ光を蛍光の変換に利用することができない。
The
一方、受光面4aを矩形(発光部4を直方体)とした場合には、円形状の場合とは異なり、各レーザ光の所定の長軸を有する照射領域34のすべてが受光面4a内に収まるように、各レーザ光を照射することができる。しかし、本実施形態では、パラボラミラー5に効率よく蛍光を照射するために、受光面4aを直径2mmの円形状としている。このため、円形状の場合に蛍光の変換に利用できず、矩形の場合にその変換に利用できる部分については、蛍光を発生させたとしても、パラボラミラー5に対してその蛍光を適切に照射することができない可能性がある。つまり、ヘッドランプ1が出射すべき所定の範囲内に出射されない蛍光を発生させることになるため、蛍光の利用効率を低下させてしまう可能性がある。
On the other hand, when the
このため、受光面4aの形状を考慮すれば、交線33どうしが平行になるようにレーザ素子2を配置することは好ましくないといえる。
For this reason, if the shape of the
(レーザ素子2の向きについて)
ここで、レーザ素子2の向きについて図7を用いて説明する。図7は、レーザ素子2からレーザ光が出射される様子の一例を示す図であり、(a)は、レーザ素子2ごとに設けられる基準面36と第1平面31とがなす交線37が、基準面36に設けられたx軸に平行となる場合を示したものであり、(b)は、基準面36と第1平面31とがなす交線37が傾きを有する場合を示したものである。上記x軸は、受光面4aに対して並行な軸であり、交線37のx軸に対する傾きは、交線37の受光面4aに対する傾きと等しい。
(Direction of laser element 2)
Here, the direction of the
レーザ素子2は、図3を用いて説明したように複数の層からなり、その層のうち活性層111が発光することにより、レーザ光を出射する。このため、レーザ素子2の配置位置が決まっても、その位置でレーザ素子2が光軸Lを中心に回転してしまうと、第1平面31もその回転に従い回転することになる。例えば、図7(a)では、レーザ素子2の表側へき開面114(出射面)と平行な基準面36を設けた場合に、活性層111を含む第1平面31と基準面36とがなす交線37の、基準面36における傾きは0(x軸と平行)である。一方、図7(b)では、レーザ素子2が、図7(a)の状態から光軸Lを中心に回転することにより、基準面36における交線37の傾きが−1となっている。つまり、レーザ素子2の回転により、受光面4aに形成される交線33の向き(照射領域34の向き)が変わってしまうことになる。
As described with reference to FIG. 3, the
このため、複数のレーザ素子2を異なる位置に配置したとしても、その活性層111の向きにばらつきがあると、そのばらつきによっては、交線33どうしが完全に重なってしまうことになる。この場合、照射領域34どうしも重なる部分が大きくなるため、発光部4としての発熱量が大きくなってしまう。
For this reason, even if a plurality of
したがって、交線33が第2平面32にて完全に重ならず交点35を形成するように、活性層111それぞれの向きを考慮してレーザ素子2それぞれの配置を決定する必要がある。本実施形態では、受光面4aの上から見たときに、受光面4aの中心とレーザ素子2それぞれの配置される位置とのなす角が等しくなるようにレーザ素子2を配置した上で、基準面36における交線37それぞれの傾き(それぞれの活性層111の向き)が、交線33どうしが完全に重ならず交点35を形成するように調整されている。これに限らず、基準面36における交線37それぞれの傾きを一定とした上で、各レーザ素子2の配置位置を調整することにより、交線33どうしが完全に重ならず交点35を形成するようにしてもよい。
Therefore, it is necessary to determine the arrangement of each
(交線33の位置関係)
次に、受光面4aに形成される交線33(照射領域34)それぞれの位置関係について、図2、図8及び図9を用いて説明する。図8は、レーザ素子1個から出射されたレーザ光が受光面4aに形成する照射領域34と、その光強度分布とを示す図である。また、図9は、図2に示すように3個のレーザ素子2a〜2cが配置されたときの交線37、交線33及び照射領域34の位置の一例を示すものであり、(a)は軸aと交線37それぞれとのなす角を示すものであり、(b)は第2平面32に形成される交線33及び照射領域34それぞれの位置を示すものである。
(Position relationship of intersection line 33)
Next, the positional relationship between the intersecting lines 33 (irradiation regions 34) formed on the
本実施形態では、レンズ3の焦点位置にレーザ素子2が配置されるので、図8に示すように、受光面4aに形成される照射領域34は矩形で、かつ、照射領域34におけるレーザ光の光強度がy軸方向に対してガウシアン分布(鋭いピークを有する光強度分布)となる。図8では、照射領域34の面積は2×0.5mm2である。
In the present embodiment, since the
図2(a)のレーザ素子2a〜2c内の矢印は、第2平面32におけるレーザ素子2a〜2cそれぞれの活性層111の投影像であり、基準面36における交線37それぞれの傾きを示している。このようにレーザ素子2a〜2cが配置された場合、図9(a)に示すように、レーザ素子2a〜2cそれぞれが形成する基準面36を重ね合わせたときの交線37のそれぞれは、任意の軸aからそれぞれθ1、θ2及びθ3(θ1≠θ2≠θ3)の位置に形成されている。
The arrows in the
このため、受光面4aにおける照射領域34a、34b及び34cの位置関係は、図9(b)に示すようになる。つまり、レーザ素子2a〜2cそれぞれが形成する第1平面31と、受光面4aを含む第2平面32とがなす交線33a、33b及び33cは、任意の軸aからそれぞれθ1、θ2及びθ3(θ1≠θ2≠θ3)の位置に、すなわち隣接する交線33どうしのなす角が0°あるいは180°(π)でない角度となるように形成される。
For this reason, the positional relationship of the
つまり、図2(a)に示すようにレーザ素子2a〜2cを配置することにより、図9(b)に示すように、交線33a〜33cが交点35で重なるが、その他の箇所では重ならないようにすることができる。つまり、レーザ素子2a〜2cそれぞれから出射されたレーザ光が形成する照射領域34a〜34cを、交点35付近以外の箇所において重ならないようにすることができ、局所的にレーザ光が照射されることによる発熱を回避することができる。
That is, by arranging the
なお、図2(a)及び(b)では、レーザ素子2が3個の場合について説明したが、交線33どうしが完全に重ならず交点35を形成するようにレーザ素子2の配置あるいは活性層111の向き(交線37の傾き)が調整されるのであれば、レーザ素子2の個数は、2個であっても、以下の別例のように4個であっても、あるいはそれ以上の個数であってもよい。
2A and 2B, the case where there are three
また、本実施形態では、交線33どうしが形成する交点35が受光面4aの略中心になるように、レーザ素子2、レンズ3及び発光部4が配置されているが、これに限らず、交線33どうしが完全に重なることがないように配置されていればよい。
In the present embodiment, the
(交線33の位置関係の別例)
次に、受光面4aに形成される交線33(照射領域34)それぞれの位置関係の別例について、図10及び図11を用いて説明する。図10は、ヘッドランプ1の上面図の別例を示すものである。また、図11は、図10に示すように4個のレーザ素子2a〜2dが配置されたときの交線37、交線33及び照射領域34の位置の一例を示すものであり、(a)は軸aと交線37それぞれとのなす角を示すものであり、(b)は第2平面32に形成される交線33及び照射領域34それぞれの位置を示すものである。
(Another example of the positional relationship of the intersection line 33)
Next, another example of the positional relationship between the intersecting lines 33 (irradiation regions 34) formed on the
図10のようにレーザ素子2a〜2dが配置され、それぞれの活性層111の向きが調整されている場合、図11(a)に示すように、レーザ素子2a〜2dそれぞれが形成する基準面36を重ね合わせたときの交線37のそれぞれは、任意の軸aからそれぞれ0(軸aとレーザ素子2aの交線37とが同一軸)、θ2、θ3及びθ4(0≠θ2≠θ3≠θ4)の位置に形成されている。また、それぞれの交線37どうしがなす角が等しくなるように、その活性層111の向きが調整されている。図11(a)では、交線37どうしのなす角すべてがθ2となっている。
When the
このため、受光面4aにおける照射領域34a〜34dの位置関係は、図11(b)に示すようになる。つまり、レーザ素子2a〜2dそれぞれが形成する第1平面31と、受光面4aを含む第2平面32とがなす交線33a〜33dのうち、隣接する交線33どうしのなす角θが、
θ(図11(a)のθ2)=180°/レーザ素子2の個数
を満たすように、活性層111の向きを考慮してレーザ素子2a〜2dが配置されている。図11(b)では、交線33どうしのなす角θ2=45°となっている。
For this reason, the positional relationship of the
The
上述した図2(a)のようにレーザ素子2を配置した場合、図9(b)に示すように、隣接する交線33どうしのなす角が一定でないので、受光面4aにおいて照射領域34が密に重なる領域41と、疎に重なる領域42とが形成される。この場合、領域41では、発光部4の他の領域に比べ、発熱量が大きくなるのでその分劣化し易い。
When the
図10のようにレーザ素子2を配置し、交線37(すなわち交線33)どうしのなす角を一定にすることにより、図11(b)に示すように、受光面4aにおいて照射領域34それぞれが均一に(交点35に対して点対称に)形成されることになる。このため、照射領域34が密に重なる部分をなくすことができるので、受光面4aでの光強度の偏りを抑制し、局所的な発熱による発光部4の劣化を抑制することができる。つまり、図10の場合には、図2(a)のように交線33どうしのなす角を考慮しない場合に比べ、発光部4の劣化を抑制することができる。
By arranging the
<発光部4の配置位置>
上述の図4では、レーザ素子2がレンズ3の焦点位置Aに配置された場合には、レンズ3を透過したレーザ光がほぼ平行光として直進することを説明した。しかし、レンズ3の両凸レンズの場合には、レンズ3を透過したレーザ光が集光することもある。ここでは、レンズ3の両凸レンズで、かつ、レンズ3を透過したレーザ光が集光する場合の発光部4の配置位置の決定方法について、図12及び図13を用いて説明する。
<Arrangement position of light emitting
In FIG. 4 described above, it has been described that when the
図12は、両凸レンズの模式図である。図13は、レーザ素子2、レンズ3及び発光部4の位置関係の一例を示すものであり、(a)は発光部4をレンズ3の焦点距離よりも短い位置に配置した場合を示すものであり、(b)は発光部4をレンズ3の焦点距離よりも長い位置に配置した場合を示すものである。
FIG. 12 is a schematic diagram of a biconvex lens. FIG. 13 shows an example of the positional relationship among the
図12の両凸レンズは、レンズ3として用いられるものであり、透過した光を両凸レンズの焦点位置に集光させるものである。この両凸レンズは、直径(Φ)1.5mm、レーザ素子2側となる凸レンズの曲率半径(RLD)が1.4mm、発光部4側となる凸レンズの曲率半径(RPH)が1.0mm、その厚みTが1.6mm、屈折率が1.7である。
The biconvex lens in FIG. 12 is used as the
図13(a)及び(b)に示すように、レーザ素子2がこの両凸レンズ(レンズ3)の一方の焦点位置Aに配置されると、光強度分布がガウシアン分布(ガウシアン形状)のレーザ光は、レンズ3を透過しても、その光強度分布を分散させずガウシアン分布を維持したまま発光部4に照射される。この場合、受光面4aには光強度の高いレーザ光が照射されるので、個々のレーザ素子2による発光部4での発光効率を高めることができる。
As shown in FIGS. 13A and 13B, when the
しかし、他方の焦点位置である焦点位置Bに発光部4を配置した場合には、照射領域34の長軸の長さS2が受光面4aの直径S1よりも短くなってしまうので、その分発光効率が低下してしまう。
However, when the
そこで、受光面4aの直径S1と照射領域34の長軸の長さS2とを略一致させるために、図13(a)ではレンズ3の主点と焦点位置Bとの間に発光部4を配置し、図13(b)ではレンズ3から見て焦点位置Bよりも遠い側に発光部4を配置している。換言すれば、発光部4は、レンズ3の他方の焦点位置B側で、かつ、照射領域34の長軸の長さが受光面4aの外周上の最も離れた2点間の長さと略一致する位置に配置されている。このため、上述したように、発光部4の励起効率及びレーザ光の受光面4aに対する照射効率の低下を防ぐことができる。
Therefore, in order to make the diameter S1 of the
〔実施形態2〕
本発明の他の実施形態について図14〜図17に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、実施の形態1と同様の部材に関しては、同じ符号を付し、その説明を省略する。本実施形態では、個々のレーザ素子2がレンズ3の焦点位置に配置されていないヘッドランプ1aについて説明する。
[Embodiment 2]
The following will describe another embodiment of the present invention with reference to FIGS. In addition, about the member similar to
まず、図14に示すヘッドランプ1aは、活性層111それぞれの向き(活性層111の矢印方向)と、レーザ素子2a〜2c及びレンズ3の相対的位置とが、図2に示すヘッドランプ1と異なっている。また、ヘッドランプ1aでは、図12に示す両凸レンズがレンズ3として用いられている。
First, in the headlamp 1a shown in FIG. 14, the direction of each active layer 111 (the arrow direction of the active layer 111) and the relative positions of the
なお、実施形態1と同様、交線33どうしが完全に重なることがないように、活性層111それぞれの向きを考慮してレーザ素子2a〜2cが配置されている。また、発光部4の励起効率の低下及びレーザ光の受光面4aに対する照射効率の低下を防ぐために、照射領域34の長軸の長さを受光面4aの直径(2mm)と一致するようにレーザ素子2、レンズ3及び発光部4が配置されている。
As in the first embodiment, the
ここで、レーザ素子2及びレンズ3の相対的位置と、レーザ光の照射領域34との関係について、図15を用いて説明する。図15は、レーザ素子1個から出射されたレーザ光が受光面4aに形成する照射領域34と、その光強度分布とを示す図であり、(a)はレーザ素子2が焦点位置に配置されている場合、(b)はレーザ素子2が焦点位置からずれている場合を示すものである。
Here, the relationship between the relative positions of the
レーザ素子2がレンズ3の焦点位置に配置されている場合には、図15(a)のように、実施形態1と同様、受光面4aには矩形の照射領域34が形成され、受光面4aにおけるレーザ光の光強度分布はガウシアン分布となる。なお、本実施形態における照射領域34の大きさは2×1.75mmと、実施形態1の大きさよりも若干大きくなるようにレーザ素子2等が配置されている。
When the
一方、図14に示すように、レーザ素子2とレンズ3との距離dが焦点距離よりも短くなるようにこれらの部材が配置され、かつ、レンズ3として両凸レンズが用いられている場合には、図15(b)のように、照射領域34が上記の矩形よりも面積の大きい形状(例えば楕円形状)となる。つまり、このような配置とすることにより、受光面4aにおけるレーザ光の光強度分布をガウシアン分布よりも分散させることができる(ガウシアン分布を崩すことができる)。そして、受光面4aにおけるレーザ光の光強度分布はガウシアン分布よりも分散されることにより、個々のレーザ素子2から出射されたレーザ光が形成する照射領域34における発熱を抑制することができる。
On the other hand, when these members are arranged so that the distance d between the
図14では、レーザ素子2とレンズ3との距離dは、d=焦点距離−0.4mmである。すなわち、レーザ素子2とレンズ3とは、焦点距離よりも0.4mmだけ短くなるように配置されている。このような距離dとなるようにレーザ素子2及びレンズ3を配置する場合、レンズ3の焦点位置にレーザ素子2を配置した後(ジャストフォーカス位置に配置した後)、レンズ3をレーザ素子2側に動かして配置しても、レーザ素子2をレンズ3側に動かして配置してもよい。図16(a)には、レンズ3をレーザ素子2側に動かすことによって、ガウシアン分布のレーザ光が、発光部4においてガウシアン分布よりも分散されたレーザ光となる様子が示されている。
In FIG. 14, the distance d between the
なお、レーザ素子2とレンズ3との距離dを焦点距離よりも短くしすぎると、照射領域34の面積が大きくなりすぎて、金属ベース7等の不要な部材にレーザ光が照射されてしまうことになり、レーザ光の利用効率が低下してしまう。このため、この点を考慮すれば、図16(a)に示すジャストフォーカス位置から2mm以上レンズ3を動かさない(又は2mm以上ジャストフォーカス位置にレーザ素子2に近づけない)ようにすることが好ましい。
If the distance d between the
図17は、本実施形態のようにレーザ素子2及びレンズ3が配置されたときの、第2平面32に形成される交線33及び照射領域34それぞれの位置を示す図である。照射領域34a〜34cは矩形ではなく、それよりも広い面積を有する楕円形状となっているが、実施形態1の図9(b)又は図11(b)と同様、交線33a〜33cは交点35を形成している。このため、本実施形態においても、照射領域34a〜34cが交点35付近で重なるが、その他の箇所では重ならないようにすることができる。
FIG. 17 is a diagram illustrating the positions of the intersection line 33 and the
また、本実施形態の場合には、発光部4におけるレーザ光の光強度分布がガウシアン分布よりも分散されているので、個々の照射領域34の発熱量を抑制することができる。したがって、本実施形態では、個々の照射領域34における発熱量の低減と、複数の照射領域34が重ならないように形成されることによる発熱量の低減とを図ることができるので、実施形態1の場合に比べ、発光部4全体の発熱量をさらに低減させることができる。
In the case of the present embodiment, the light intensity distribution of the laser light in the
なお、本実施形態では、受光面4aにおけるレーザ光の光強度分布をガウシアン分布よりも分散させることが可能であれば、図12に示す両凸レンズに限らず、他形状の両凸レンズ(例えば両凸面の曲率半径が一致しているレンズ)をレンズ3として用いてもよい。
In the present embodiment, as long as the light intensity distribution of the laser light on the
〔実施形態3〕
本発明のさらに他の実施形態について図16及び図18〜図21に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、実施の形態1または2と同様の部材に関しては、同じ符号を付し、その説明を省略する。本実施形態では、個々のレーザ素子2がレンズ3の焦点位置に配置されていないヘッドランプ1bについて説明する。
[Embodiment 3]
The following will describe still another embodiment of the present invention with reference to FIG. 16 and FIGS. Note that members similar to those in the first or second embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. In the present embodiment, a
まず、図18に示すヘッドランプ1bは、レーザ素子2a〜2c及びレンズ3の相対的位置が、図14に示すヘッドランプ1aと異なり、レンズ3の焦点距離よりもレーザ素子2及びレンズ3の距離dが長くなっている。なお、それ以外の構成については、実施形態2と同様である。
First, in the
ここで、レーザ素子2及びレンズ3の相対的位置と、レーザ光の照射領域34との関係について、図19を用いて説明する。図19は、レーザ素子1個から出射されたレーザ光が受光面4aに形成する照射領域34と、その光強度分布とを示す図であり、(a)はレーザ素子2が焦点位置に配置されている場合、(b)はレーザ素子2が焦点位置からずれている場合を示すものである。なお、図19(a)は図15(a)と同じであるため、その説明は省略する。
Here, the relationship between the relative positions of the
図18に示すように、レーザ素子2とレンズ3との距離dが焦点距離よりも長くなるようにこれらの部材が配置されている場合には、図19(b)のように、照射領域34が図19(a)に示す矩形の照射領域34の面積よりも大きく、図15(b)とは異なる形状となる。
As shown in FIG. 18, when these members are arranged so that the distance d between the
具体的には、図19(b)では、受光面4aにおけるレーザ光の光強度分布をガウシアン分布よりも分散されており、かつ、その光強度分布において光強度の大きい部分38が2箇所、照射領域34の周辺部に存在している。この場合、ガウシアン分布よりも分散されているので、個々のレーザ素子2から出射されたレーザ光が形成する照射領域34における発熱を抑制することができる。
Specifically, in FIG. 19B, the light intensity distribution of the laser light on the
換言すれば、ヘッドランプ1bでは、光強度の大きい部分38が照射領域34の異なる位置に存在するようなレーザ光の照射を実現するために、レンズ3として両凸レンズが用いられ、かつ、レーザ素子2とレンズ3との距離dがレンズ3の焦点距離よりも長くなるようにこれらの部材が配置されている。
In other words, in the
なお、本実施形態では、光強度の大きい部分38が2箇所、照射領域34の周辺部に形成される場合について説明するが、これに限らず、光強度の大きい部分38が複数存在していてもよい。換言すれば、受光面4aにおけるレーザ光の光強度分布において複数のピーク(光強度の大きい部分38)が形成されていればよい。例えばレンズ3の形状やレーザ素子2及びレンズ3の相対的位置等を変更することにより実現される。
In the present embodiment, a case where two
また、レーザ素子2及びレンズ3の距離dが焦点距離よりも長くしすぎると、図20に示すような光強度分布となってしまい、金属ベース7等の不要な部材にレーザ光が照射されてしまうことになり、レーザ光の利用効率が低下してしまう。このため、この点を考慮すれば、図16(b)に示すジャストフォーカス位置から2mm以上レンズ3を動かさない(又は2mm以上ジャストフォーカス位置からレーザ素子2に遠ざけない)ようにすることが好ましい。
Further, if the distance d between the
図18では、レーザ素子2とレンズ3との距離dは、d=焦点距離+0.2mmである。すなわち、レーザ素子2とレンズ3とは、焦点距離よりも0.2mmだけ長くなるように配置されている。実施形態2と同様、このような距離となるようにレーザ素子2及びレンズ3を配置する場合、レーザ素子2をジャストフォーカス位置に配置した後、レンズ3を発光部4側に動かして配置しても、レーザ素子2をレンズ3から遠ざけるように動かして配置してもよい。図16(b)には、レンズ3を発光部4側に動かすことによって、ガウシアン分布のレーザ光が、発光部4においてガウシアン分布よりも分散され、かつ、その光強度分布において光強度の大きい部分38が2箇所存在するレーザ光となる様子が示されている。
In FIG. 18, the distance d between the
図21は、本実施形態のようにレーザ素子2及びレンズ3が配置されたときの、第2平面32に形成される交線33及び照射領域34それぞれの位置を示す図である。照射領域34a〜34cは矩形ではなく、それよりも広い面積を有する形状となっているが、実施形態1の図9(b)、図11(b)又は図17と同様、交線33a〜33cは交点35を形成している。このため、照射領域34a〜34cが交点35付近で重なるが、その他の箇所では重ならないようにすることができる。
FIG. 21 is a diagram illustrating the positions of the intersecting line 33 and the
また、実施形態1及び2とは異なり、受光面4aにおけるレーザ光の光強度分布において複数の光強度の大きい部分38が形成されるので、図21に示すように、交線33が1つの交点35のみで重なっていたとしても、その部分が交点35付近で一点に重なることはない。このため、光強度の大きい部分38が複数の位置で重なることになるので、実施形態1及び2の場合に比べ、発光部4全体の発熱量をさらに低減させることができる。
Further, unlike the first and second embodiments, a plurality of
〔その他〕
以下、ヘッドランプ1、1a及び1bの適用例などについて説明する。
[Others]
Hereinafter, application examples of the
<ヘッドランプ1の配設方法>
図22は、ヘッドランプ1、1a及び1bを自動車(車両)10の前照灯に適用した場合の、ヘッドランプ1の配設方向を示す概念図である。図22に示すように、ヘッドランプ1は、パラボラミラー5が鉛直下側に位置するように自動車10のヘッドに配設されてもよい。この配設方法では、上述のパラボラミラー5の投光特性により、自動車10の正面が十分に明るく照らされるとともに、自動車10の前方下側も明るくなる。
<Method of disposing
FIG. 22 is a conceptual diagram showing the arrangement direction of the
なお、ヘッドランプ1、1a及び1bを自動車用の走行用前照灯(ハイビーム)に適用してもよいし、すれ違い用前照灯(ロービーム)に適用してもよい。
The
<本発明の適用例>
本発明の発光装置は、車両用前照灯のみならず、その他の照明装置に適用されてもよい。本発明の照明装置の一例として、ダウンライトを挙げることができる。ダウンライトは、家屋、乗物などの構造物の天井に設置される照明装置である。その他にも、本発明の照明装置は、車両以外の移動物体(例えば、人間・船舶・航空機・潜水艇・ロケットなど)のヘッドランプとして実現されてもよいし、サーチライト、プロジェクタ、ダウンライト以外の室内照明器具(スタンドランプなど)として実現されてもよい。
<Application example of the present invention>
The light emitting device of the present invention may be applied not only to a vehicle headlamp but also to other lighting devices. A downlight can be mentioned as an example of the illuminating device of this invention. A downlight is a lighting device installed on the ceiling of a structure such as a house or a vehicle. In addition, the lighting device of the present invention may be realized as a headlamp of a moving object other than a vehicle (for example, a human, a ship, an aircraft, a submersible, a rocket, etc.), or other than a searchlight, a projector, or a downlight. It may be realized as an indoor lighting fixture (such as a stand lamp).
<本発明の別の表現>
本発明は、以下のようにも表現できる。
<Another expression of the present invention>
The present invention can also be expressed as follows.
すなわち、本発明に係る発光装置は、蛍光体を励起するため2個以上のレーザと、レーザを発光体表面に集光するレンズを備え、それぞれレーザの設置角度の差が0とπにならない構成である。 That is, the light-emitting device according to the present invention includes two or more lasers for exciting the phosphor and a lens for condensing the laser on the surface of the light-emitter, and the difference between the laser installation angles does not become 0 and π, respectively. It is.
また、本発明に係る発光装置は、隣接するレーザがθstep=180°/レーザ個数の角度をなす構成である。 Further, the light emitting device according to the present invention has a configuration in which adjacent lasers form an angle of θ step = 180 ° / number of lasers.
また、本発明に係る発光装置は、発光体上面でのビームスポットの長軸が、発光体サイズと一致する構成である。 Further, the light emitting device according to the present invention has a configuration in which the long axis of the beam spot on the upper surface of the light emitter matches the light emitter size.
また、本発明に係る発光装置は、レンズの焦点位置にLDを設置した状態で、発光体サイズとビームスポットの長軸とが一致するように、発光体位置を決定する構成である。 Further, the light emitting device according to the present invention is configured to determine the light emitter position so that the light emitter size and the long axis of the beam spot coincide with each other in a state where the LD is installed at the focal position of the lens.
また、本発明に係る発光装置は、発光体上面でのLDの光強度分布が、ガウシアン分布とならない構成である。 Further, the light emitting device according to the present invention has a configuration in which the light intensity distribution of the LD on the upper surface of the light emitter does not become a Gaussian distribution.
また、本発明に係る発光装置は、焦点が合った状態から、レンズをLD側へずらす構成である。 Further, the light emitting device according to the present invention has a configuration in which the lens is shifted to the LD side from the focused state.
また、本発明に係る発光装置は、焦点が合った状態から、LDをレンズ側へずらす構成である。 In addition, the light emitting device according to the present invention is configured to shift the LD to the lens side from the focused state.
また、本発明に係る発光装置は、発光体上面でのLDの光強度において、ピークがビームスポット周辺側で得られる構成である。 Further, the light emitting device according to the present invention has a configuration in which a peak is obtained on the beam spot peripheral side in the light intensity of the LD on the upper surface of the light emitter.
また、本発明に係る発光装置は、焦点が合った状態から、レンズをLDと反対側へずらす構成である。 Further, the light emitting device according to the present invention has a configuration in which the lens is shifted to the opposite side of the LD from the focused state.
また、本発明に係る発光装置は、焦点が合った状態から、LDをレンズ反対側へずらす構成である。 In addition, the light emitting device according to the present invention is configured to shift the LD from the focused state to the opposite side of the lens.
本発明は上述した実施形態および各実施例に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施例にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。 The present invention is not limited to the above-described embodiments and examples, and various modifications can be made within the scope shown in the claims, and obtained by appropriately combining technical means disclosed in different examples. Such embodiments are also included in the technical scope of the present invention.
本発明は、発光装置や、その発光装置を備える照明装置、特に車両用等のヘッドランプに適用することができ、発光装置が備える発光部の劣化及び発光部における発光効率の低下を抑制することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be applied to a light emitting device and a lighting device including the light emitting device, particularly a headlamp for a vehicle or the like, and suppresses deterioration of a light emitting unit included in the light emitting device and a decrease in light emission efficiency in the light emitting unit. Can do.
1、1a、1b ヘッドランプ(発光装置、車両用前照灯、照明装置)
2 レーザ素子(励起光源)
3 レンズ(両凸レンズ)
4 発光部
4a 受光面
31 第1平面
32 第2平面
33 交線
34 照射領域
38 光強度の大きい部分(ピーク)
111 活性層(出射層)
d レーザ素子とレンズとの距離(励起光源と両凸レンズとの距離)
A 一方の焦点位置
B 他方の焦点位置
S1 受光面の直径(受光面の外周上の最も離れた2点間の長さ)
S2 照射領域の長軸の長さ
1, 1a, 1b Headlamp (light emitting device, vehicle headlamp, lighting device)
2 Laser element (excitation light source)
3. Lens (biconvex lens)
4 Light-Emitting
111 Active layer (outgoing layer)
d Distance between laser element and lens (distance between excitation light source and biconvex lens)
A One focal position B Other focal position S1 Diameter of light receiving surface (length between two most distant points on the outer periphery of the light receiving surface)
S2 Long axis length of irradiated area
Claims (11)
上記励起光源から出射された励起光を受光する受光面を有し、当該受光面において励起光を受けて発光する発光部と、を備え、
上記出射層を含む第1平面それぞれと上記受光面を含む第2平面とがなす交線どうしが完全には重ならないことを特徴とする発光装置。 A plurality of excitation light sources having an emission layer for emitting excitation light;
A light-receiving surface that receives the excitation light emitted from the excitation light source, and a light-emitting unit that emits light by receiving excitation light on the light-receiving surface,
A light emitting device characterized in that the intersecting lines formed by each of the first planes including the emission layer and the second plane including the light receiving surface do not completely overlap.
上記励起光源から出射された励起光を受光する受光面を有し、当該受光面において励起光を受けて発光する発光部と、を備え、
上記出射層を含む第1平面それぞれと上記受光面を含む第2平面とがなす交線のうちから選択される2つの交線どうしが、0°よりも大きく180°よりも小さい角度で交差することを特徴とする発光装置。 A plurality of excitation light sources having an emission layer for emitting excitation light;
A light-receiving surface that receives the excitation light emitted from the excitation light source, and a light-emitting unit that emits light by receiving excitation light on the light-receiving surface,
Two intersecting lines selected from intersecting lines formed by the first planes including the emission layer and the second planes including the light receiving surface intersect at an angle greater than 0 ° and smaller than 180 °. A light emitting device characterized by that.
θ=180°/上記励起光源の個数
を満たすように、上記励起光源が配置されることを特徴とする請求項1または2に記載の発光装置。 When the angle between the intersecting lines formed by two adjacent excitation light sources is θ,
The light emitting device according to claim 1, wherein the excitation light sources are arranged so as to satisfy θ = 180 ° / the number of the excitation light sources.
上記励起光源は、上記両凸レンズの一方の焦点位置に配置され、
上記発光部は、上記両凸レンズの他方の焦点位置側で、かつ、上記照射領域の長軸の長さが上記受光面の外周上の最も離れた2点間の長さと略一致する位置に配置されていることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の発光装置。 A biconvex lens that adjusts the range of the irradiation area on the light receiving surface,
The excitation light source is disposed at one focal position of the biconvex lens,
The light emitting unit is disposed on the other focal position side of the biconvex lens and at a position where the length of the long axis of the irradiation region substantially coincides with the distance between the two most distant points on the outer periphery of the light receiving surface. The light-emitting device according to claim 1, wherein the light-emitting device is provided.
上記励起光源と上記両凸レンズとの距離が当該両凸レンズの焦点距離よりも短くなるように、当該励起光源あるいは両凸レンズが配置されていることを特徴とする請求項5に記載の発光装置。 A biconvex lens that adjusts the range of the irradiation area on the light receiving surface,
6. The light emitting device according to claim 5, wherein the excitation light source or the biconvex lens is arranged so that a distance between the excitation light source and the biconvex lens is shorter than a focal length of the biconvex lens.
上記励起光源と上記両凸レンズとの距離が当該両凸レンズの焦点距離よりも長くなるように、当該励起光源あるいは両凸レンズが配置されていることを特徴とする請求項7に記載の発光装置。 A biconvex lens that adjusts the range of the irradiation area on the light receiving surface,
The light-emitting device according to claim 7, wherein the excitation light source or the biconvex lens is arranged so that a distance between the excitation light source and the biconvex lens is longer than a focal length of the biconvex lens.
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