JP2012169050A - 車両用灯具 - Google Patents

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Abstract

【課題】遠方視認性を確保しつつ配光パターンの照度ムラ及び色ムラを抑制する。
【解決手段】車両用灯具１は、ＬＥＤ１３，１３と、ＬＤ１１と、ＬＥＤ１３，１３及びＬＤ１１から出射された青色光を受けて白色光を出射する蛍光体１４とを備える。蛍光体１４は、ＬＥＤ１３，１３の発光面と略同一の大きさに形成された裏面を有し、ＬＥＤ１３，１３の発光面全体を裏面で覆うように当該発光面上に配置されて、ＬＥＤ１３，１３から出射された青色光による白色光を裏面とは反対側の表面全体から出射する。ＬＤ１１は、蛍光体１４の表面のうち、すれ違いビームＰ内の高照度領域Ｐｈに白色光を出射するレーザー照射部分Ｓに青色光を照射する。
【選択図】図３

Description

本発明は、車両用灯具に関する。
近年、自動車用ヘッドライトなどの車両用灯具として、光源にＬＥＤ（発光ダイオード）を適用したものが用いられ始めている。この種の車両用灯具は、消費電力等の点では優れているものの、ＬＥＤがＨＩＤランプ（高輝度放電ランプ）等の他種光源に比べて低輝度であるために、配光パターン（例えばすれ違いビーム）のうち遠方を照らすカットオフライン近傍の照度が不足して十分な遠方視認性を確保できない場合がある。
そこで、例えば特許文献１に記載の車両用灯具では、投影レンズの後面に対向させた基板上に複数のＬＥＤ光源と蛍光体とを並設し、ＬＥＤ光源からの光をすれ違いビームの主配光として当該光でカットオフライン近傍以外の領域を照らしつつ、レーザー光で励起させた蛍光体からの光によってカットオフライン近傍を照らしている。この車両用灯具によれば、ＬＥＤ光源の光よりも輝度の高いレーザー光を利用してカットオフライン近傍を照らすことにより、当該カットオフライン近傍の照度を充足させて遠方視認性の高い配光パターン（すれ違いビーム）の形成が可能となっている。
特開２０１０−２３２０４４号公報
しかしながら、上記特許文献１に記載の車両用灯具では、基板上に並設されたＬＥＤ光源と蛍光体とが配光パターン内の個別の領域を形成しているため、これらＬＥＤ光源と蛍光体との間の隙間が配光パターン上に反映されてしまう。つまり、蛍光体からの光が照らすカットオフライン近傍と、ＬＥＤ光源からの光が照らす他の照射領域との間に、上記隙間による低照度領域が形成される結果、配光パターンに照度ムラが生じてしまう。
また、上記特許文献１に記載の車両用灯具では、青色のレーザー光と、当該レーザー光で励起された蛍光体が発する黄色光とを混色させることで蛍光体から白色光を出射させているところ、レーザー光が蛍光体に部分的に照射された場合に、当該レーザー光が蛍光体内部を伝播して、レーザー光が照射されていない蛍光体部分も励起される。その結果、レーザー光が照射された蛍光体部分からは適正に白色光が出射されるものの、レーザー光が照射されていない蛍光体部分からは、青色のレーザー光が十分に混色されていない黄色がかった光が出射されてしまう。したがって、蛍光体全体としては部分的に色ムラを有する光を出射することとなり、この光によって形成される配光パターンに部分的な色ムラが生じてしまう。
本発明は、上記事情を鑑みてなされたもので、遠方視認性を確保しつつ配光パターンの照度ムラ及び色ムラを抑制することのできる車両用灯具の提供を課題とする。
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、車両用灯具において、
ＬＥＤ光源と、
レーザー光源と、
前記ＬＥＤ光源及び前記レーザー光源から出射された励起光を受けて可視光を出射する蛍光体と、
を備え、
前記蛍光体は、前記ＬＥＤ光源の発光面と略同一の大きさに形成された裏面を有し、前記ＬＥＤ光源の発光面全体を裏面で覆うように当該発光面上に配置されて、前記ＬＥＤ光源から出射された励起光による可視光を裏面とは反対側の表面全体から出射し、
前記レーザー光源は、前記蛍光体の表面のうち、配光パターン内の高照度領域に可視光を出射する部分に励起光を照射することを特徴とする。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の車両用灯具において、
前記蛍光体のうち、前記レーザー光源から出射された励起光が照射される部分は、当該蛍光体の他の部分よりも厚いことを特徴とする。
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の車両用灯具において、
前記蛍光体のうち、前記レーザー光源から出射された励起光が照射される部分は、当該蛍光体の他の部分よりも蛍光体濃度が高いことを特徴とする。
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３の何れか一項に記載の車両用灯具において、
前記蛍光体から出射された可視光を前方へ反射させるリフレクタと、
前記リフレクタで反射された可視光を車両前方へ投影する投影レンズと、
前記リフレクタで反射されてから前記投影レンズに入射するまでの可視光の一部を遮光するシェードと、
を備えることを特徴とする。
請求項５に記載の発明は、請求項１〜３の何れか一項に記載の車両用灯具において、
前記蛍光体の表面の一部を覆うように当該蛍光体の近傍に配置されて、当該蛍光体から出射された可視光の一部を遮光する遮光部材を備えることを特徴とする。
本発明によれば、ＬＥＤ光源及びレーザー光源から出射された励起光を受けて可視光を出射する蛍光体が、裏面側にあるＬＥＤ光源から出射された励起光による可視光を表面から出射し、レーザー光源が、蛍光体の表面のうち配光パターン内の高照度領域に可視光を出射する部分に励起光（レーザー光）を照射するので、ＬＥＤ光源からの励起光による可視光を配光パターンの主配光としつつ、レーザー光源からの励起光を受けて高輝度化された蛍光体部分からの可視光によって配光パターン内の高照度領域を形成することができる。したがって、遠方を照らす高照度領域の所要照度を充足させ、十分な遠方視認性を確保することができる。
また、蛍光体が、ＬＥＤ光源の発光面と略同一の大きさに形成された裏面を有するとともに、ＬＥＤ光源の発光面全体を裏面で覆うように当該発光面上に配置されており、ＬＥＤ光源から出射された励起光による可視光を、裏面とは反対側の表面全体から出射するので、ＬＥＤ光源からの励起光が蛍光体の裏面を通じて当該蛍光体全体に亘って照射される。したがって、適正に混色された可視光を蛍光体の表面全体から出射させることができ、配光パターンの色ムラを抑制することができる。
また、蛍光体が表面全体から可視光を出射し、レーザー光源が蛍光体の表面に部分的に励起光（レーザー光）を照射するので、配光パターンの光源像を形成する蛍光体の表面は、レーザー光源からの励起光を照射された部分が高輝度化されつつも、不自然な低輝度部分を有することなく一体的に発光する。したがって、並設されたＬＥＤ光源と蛍光体とが配光パターン内の個別の領域を形成していた従来と異なり、ＬＥＤ光源と蛍光体との間の隙間による低照度領域の形成を防止することができ、配光パターンの照度ムラを抑制することができる。
第一及び第三の実施形態における車両用前照灯の正面図である。 第一の実施形態における車両用灯具の側断面図である。 第一の実施形態における蛍光体の平面図である。 第一の実施形態における蛍光体に青色レーザー光が照射された状態を示す図である。 第一の実施形態における車両用灯具での光路を説明するための図である。 第一の実施形態における車両用灯具によって形成される配光パターンを示す図である。 第二の実施形態における車両用灯具の側断面図である。 第二の実施形態における蛍光体の平面図である。 第二の実施形態における車両用灯具での光路を説明するための図である。 第三の実施形態における車両用灯具の側断面図である。 第三の実施形態における蛍光体の平面図である。 第三の実施形態における車両用灯具での光路を説明するための図である。
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
なお、以下の説明では、特に断らない限り、「上」「下」「前」「後」「左」「右」との記載を、各実施形態における車両用灯具から見た方向を指すものとして、図面の記載と対応させて用いることとする。
［１ 第一の実施形態］
図１は、本発明の第一の実施形態における車両用灯具１を備える車両用前照灯１００の正面図であり、図２は、車両用灯具１の側断面図である。
図１に示すように、車両用前照灯１００は、透光カバー１０１で前方を覆われた灯室内に複数の車両用灯具１，…を備えており、これら複数の車両用灯具１，…から照射される光によって車両前方に所定の配光パターン（すれ違いビーム）を形成する。
図２に示すように、車両用灯具１は、いわゆるプロジェクタ型の灯具であり、レーザーダイオード（以下、ＬＤという）１１と、集光レンズ１２と、２個の発光ダイオード（以下、ＬＥＤ）１３，１３と、蛍光体１４と、リフレクタ１５と、シェード１６と、投影レンズ１７とを備えている。
このうち、ＬＤ１１は、前後方向に沿った光軸Ａｘ１を有し、蛍光体１４の励起光としての青色のレーザー光を光軸Ａｘ１に沿って前方へ向けて出射する。このＬＤ１１は、発光部中央の輝度が最も高くなるガウシアン分布の輝度特性を有している。
集光レンズ１２は、ＬＤ１１の前方に配置され、当該ＬＤ１１から前方へ出射された青色レーザー光を、更に前方に配置された蛍光体１４の表面（上面）に集光させる。より詳しくは、集光レンズ１２は、ＬＤ１１からの青色レーザー光を集光させて、蛍光体１４の表面のうち略中央部のレーザー照射部分Ｓ（図３参照）に照射させる。このレーザー照射部分Ｓは、後述するように、蛍光体１４の表面のうち、配光パターン（すれ違いビームＰ）内の高照度領域Ｐｈに白色光を出射する部分となっている（図６参照）。
２個のＬＥＤ１３，１３は、何れも蛍光体１４の励起光としての青色光を出射する１ｍｍ角のＬＥＤチップであり、左右方向（図２での紙面垂直方向）に０．１ｍｍの間隔を空けて並設されている（図３参照）。このＬＥＤ１３，１３は、上面の発光面が光軸Ａｘ１に対して２２．５度の角度をなして後方向きに傾斜した状態で、集光レンズ１２の前方に位置するように金属平板１８の上面に配置されている。金属平板１８の下面には、ＬＥＤ１３，１３の発熱を放散させるための放熱フィン１８１，…が設けられている。
図３は、蛍光体１４の平面図であり、図４は、蛍光体１４にＬＤ１１からの青色レーザー光が照射された状態を示す図である。
これらの図に示すように、蛍光体１４は、並設された２個のＬＥＤ１３，１３の発光面全体と略同一の大きさ（正面視形状及びその面積）に形成された表面（上面）及び裏面（下面）を有する平板状に形成され、光軸Ａｘ１上に位置するようにＬＥＤ１３，１３の発光面上に配置されている。そのため、蛍光体１４の表面は、ＬＥＤ１３，１３の発光面に倣って光軸Ａｘ１に対し２２．５度の角度をなして後方向きに傾斜している。より詳細には、蛍光体１４は、表面及び裏面が、２個のＬＥＤ１３，１３の発光面の外周の各辺を端から０．０５ｍｍ延長させた４辺からなる長方形に形成されており、ＬＥＤ１３，１３の発光面全体を裏面で覆うように配設されている。この蛍光体１４は、ＬＤ１１及びＬＥＤ１３，１３から出射された青色光を受けることで励起されて黄色光を発する蛍光材料である。この蛍光体１４が青色光を受けると、当該蛍光体１４で散乱した青色光と黄色光とが混色されてなる白色光が、当該蛍光体１４の表面から上方へ放射状に出射される。
リフレクタ１５は、図２に示すように、下方に開口する湾曲板状に形成されて、蛍光体１４の上方を覆うように配設されている。このリフレクタ１５の下面には、蛍光体１４から出射された白色光を前方へ反射させる反射面１５１と、蛍光体１４の表面で正反射された青色レーザー光を蛍光体１４へ集光させつつ反射させる集光反射面１５２とが形成されている。
このうち、反射面１５１は、蛍光体１４の位置を第１焦点とする回転楕円面が基調とされた自由曲面であり、離心率が鉛直断面から水平断面に向かって徐々に大きくなるように形成されている。この反射面１５１は、蛍光体１４の表面（上面）に対向するように配設されており、この蛍光体１４から出射された白色光を、鉛直断面ではシェード１６の前端近傍に集光させ、水平断面に向かうにつれて徐々に前方に集光させるように反射させる。
一方、集光反射面１５２は、蛍光体１４の前方斜め上方（仰角４５度の方向）に配置され、反射面１５１の前端に連なるように形成されている。この集光反射面１５２は、蛍光体１４の位置を焦点とする反射面であり、後述するように、蛍光体１４で白色光とされずに当該蛍光体１４の表面で正反射された青色レーザー光を、再び蛍光体１４に集光させてその表面のレーザー照射部分Ｓに照射させる。
シェード１６は、蛍光体１４の前方に配置された遮光部材である。このシェード１６は、リフレクタ１５の反射面１５１で反射された白色光の一部を遮光して、すれ違いビームＰのカットオフラインＬを形成する（図６参照）。このとき、シェード１６は、後述するように、蛍光体１４の表面のうちのレーザー照射部分Ｓから出射された白色光がすれ違いビームＰ内の高照度領域Ｐｈに照射されるように、白色光の一部を遮光する。また、シェード１６の上面は、光軸Ａｘ１と略一致する高さに形成されるとともに、アルミ蒸着が施されており、反射面１５１で反射されて当該上面に入射した白色光を前方の投影レンズ１７に向けて反射させる。
投影レンズ１７は、ＬＤ１１の光軸Ａｘ１と一致した光軸Ａｘ２を有する非球面平凸レンズであり、リフレクタ１５及びシェード１６の前方に配置されている。この投影レンズ１７は、シェード１６の前端近傍に位置する物側焦点を有しており、リフレクタ１５の反射面１５１で反射されて当該投影レンズ１７に入射した白色光を車両前方へ反転投影する。
続いて、配光パターン（すれ違いビーム）を形成する際の車両用灯具１の動作について説明する。
図５（ａ），（ｂ）は、車両用灯具１での光路を説明するための図であり、図６は、車両用灯具１によって車両前方の仮想スクリーン上に形成される配光パターン（すれ違いビーム）を示す図である。
図５（ａ）に示すように、ＬＤ１１及びＬＥＤ１３，１３が発光状態とされると、ＬＤ１１から出射された青色レーザー光が集光レンズ１２で集光されて蛍光体１４の表面のレーザー照射部分Ｓに後方から照射されるとともに、ＬＥＤ１３，１３の発光面から出射された青色光が蛍光体１４の裏面に入射する。
これらの光のうち、ＬＥＤ１３，１３からの青色光は、蛍光体１４を通過する過程で白色光とされて、蛍光体１４の表面から上方へ出射される。ここで、蛍光体１４の表面及び裏面がＬＥＤ１３，１３の発光面全体と略同一の大きさに形成されているとともに、蛍光体１４がＬＥＤ１３，１３の発光面全体を裏面で覆うように当該発光面上に配置されているので、ＬＥＤ１３，１３からの青色光は、蛍光体１４の裏面を通じて当該蛍光体１４全体に亘って照射される。そのため、ＬＥＤ１３，１３からの青色光による白色光は、蛍光体１４の表面全体から出射される。
一方、ＬＤ１１からの青色レーザー光は、殆どが蛍光体１４で白色光とされて表面のレーザー照射部分Ｓから上方へ出射されるものの、一部が白色とされずに蛍光体１４の傾斜した表面で前方斜め上方へ正反射される。蛍光体１４の表面で正反射された一部の青色レーザー光は、リフレクタ１５の集光反射面１５２で再び蛍光体１４に集光され、表面のレーザー照射部分Ｓに照射されて白色光とされる。このとき、レーザー照射部分Ｓは、ＬＥＤ１３からの青色光よりも高輝度の青色レーザー光による白色光を出射するうえに、ＬＥＤ１３からの青色光による白色光も出射するため、蛍光体１４表面の他の部分よりも高輝度で発光する。また、上述の通り蛍光体１４の表面全体から白色光が出射されるとともに、この表面のうちのレーザー照射部分Ｓのみに青色レーザー光が照射されるので、当該蛍光体１４の表面は、レーザー照射部分Ｓが高輝度化されつつも、不自然な低輝度部分を有することなく一体的に発光する。
蛍光体１４から上方へ出射された白色光は、図５（ｂ）に示すように、リフレクタ１５の反射面１５１で前方へ反射されて投影レンズ１７から車両前方へ照射される。このとき、投影レンズ１７の下部へ入射する白色光の一部がシェード１６によって遮光されることにより、図６に示すように、カットオフラインＬより上方への照射光が遮られたすれ違いビームＰが形成される。またこのときには、青色レーザー光で高輝度化されたレーザー照射部分Ｓからの白色光が、すれ違いビームＰ内のカットオフラインＬ近傍に照射され、当該カットオフラインＬ近傍に高照度領域Ｐｈが形成される。
以上のように、車両用灯具１によれば、ＬＥＤ１３，１３からの青色光による白色光をすれ違いビームＰの主配光としつつ、ＬＤ１１からの青色レーザー光を受けて高輝度化されたレーザー照射部分Ｓからの白色光によってすれ違いビームＰ内の高照度領域Ｐｈを形成することができる。したがって、遠方を照らす高照度領域Ｐｈの所要照度を充足させ、十分な遠方視認性を確保することができる。
また、ＬＥＤ１３，１３からの青色光が蛍光体１４の裏面を通じて当該蛍光体１４全体に亘って照射されるので、適正に混色された白色光を蛍光体１４の表面全体から出射させることができ、すれ違いビームＰの色ムラを抑制することができる。
また、すれ違いビームＰの光源像を形成する蛍光体１４の表面は、レーザー照射部分Ｓが高輝度化されつつも、不自然な低輝度部分を有することなく一体的に発光する。したがって、並設されたＬＥＤ光源と蛍光体とが配光パターン内の個別の領域を形成していた従来と異なり、ＬＥＤ光源と蛍光体との間の隙間による低照度領域の形成を防止することができ、すれ違いビームＰの照度ムラを抑制することができる。
［２ 第二の実施形態］
続いて、本発明の第二の実施形態について説明する。なお、上記第一の実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
図７は、本発明の第二の実施形態における車両用灯具２の側断面図である。
この図に示すように、車両用灯具２は、いわゆるパラボラ型の灯具であり、上記第一の実施形態と同様に構成されたＬＤ１１及び集光レンズ１２の他、２個のＬＥＤ２３，２３と、蛍光体２４と、リフレクタ２５とを備えている。
このうち、２個のＬＥＤ２３，２３は、左右方向（図７での紙面垂直方向）に並設されるとともに、何れも上面の発光面が光軸Ａｘ１に対して２７．５度の角度をなして後方向きに傾斜している。この点以外のＬＥＤ２３，２３の構成は、上記第一の実施形態におけるＬＥＤ１３，１３の構成と同様である。
図８は、蛍光体２４の平面図である。
この図に示すように、蛍光体２４は、上記第一の実施形態における蛍光体１４とほぼ同様に構成されている。但し、蛍光体２４は、表面のうち下側寄りのレーザー照射部分Ｓに青色レーザー光が照射されるように配設されている。また、蛍光体２４の表面のうちレーザー照射部分Ｓから下側の端部が、遮光マスク２４１によって覆われている。
リフレクタ２５は、図７に示すように、下方に開口する湾曲板状に形成されて、蛍光体２４の上方を覆うように配設されている。このリフレクタ２５の下面には、蛍光体２４から出射された白色光を前方へ反射させる反射面２５１と、蛍光体２４の表面で正反射された青色レーザー光を蛍光体２４へ集光させつつ反射させる集光反射面２５２とが形成されている。
このうち、反射面２５１は、蛍光体２４の位置を焦点とする回転放物面が基調とされた自由曲面であり、蛍光体２４の表面（上面）に対向するように配設されている。
一方、集光反射面２５２は、蛍光体２４の前方斜め上方（仰角５５度の方向）に配置され、反射面２５１の前端に連なるように形成されている。この集光反射面２５２は、蛍光体２４の位置を焦点とする反射面である。
続いて、配光パターン（すれ違いビーム）を形成する際の車両用灯具２の動作について説明する。
図９（ａ），（ｂ）は、車両用灯具２での光路を説明するための図である。
図９（ａ）に示すように、ＬＤ１１及びＬＥＤ２３，２３が発光状態とされると、ＬＤ１１から出射された青色レーザー光が集光レンズ１２で集光されて蛍光体２４の表面のレーザー照射部分Ｓに後方から照射されるとともに、ＬＥＤ２３，２３の発光面から出射された青色光が蛍光体２４の裏面に入射する。
これらの光のうち、ＬＥＤ２３，２３からの青色光は、蛍光体２４を通過する過程で白色光とされて、蛍光体２４の表面から上方へ出射される。このとき、蛍光体２４は、上記第一の実施形態における蛍光体１４と同様に、ＬＥＤ２３，２３からの青色光が当該蛍光体２４全体に亘って照射されるため、このＬＥＤ２３，２３からの青色光による白色光を表面全体から出射する。
一方、ＬＤ１１からの青色レーザー光は、殆どが蛍光体２４で白色光とされて表面のレーザー照射部分Ｓから上方へ出射されるものの、一部が白色とされずに蛍光体２４の傾斜した表面で前方斜め上方へ正反射される。蛍光体２４の表面で正反射された一部の青色レーザー光は、リフレクタ１５の集光反射面１５２で再び蛍光体２４に集光され、表面のレーザー照射部分Ｓに照射されて白色光とされる。このとき、レーザー照射部分Ｓは、上記第一の実施形態におけるレーザー照射部分Ｓと同様に、蛍光体２４表面の他の部分よりも高輝度で発光する。また、蛍光体２４の表面は、上記第一の実施形態における蛍光体１４の表面と同様に、不自然な低輝度部分を有することなく一体的に発光する。
蛍光体２４から上方へ出射された白色光は、図９（ｂ）に示すように、リフレクタ２５の反射面２５１で前方へ反射され、車両前方へ照射される。このとき、蛍光体２４の表面から出射される白色光の一部が遮光マスク２４１によって遮光されることにより、図６に示すように、カットオフラインＬより上方への照射光が遮られたすれ違いビームＰが形成される。またこのときには、青色レーザー光で高輝度化されたレーザー照射部分Ｓからの白色光が、すれ違いビームＰ内のカットオフラインＬ近傍に照射され、当該カットオフラインＬ近傍に高照度領域Ｐｈが形成される。
以上の車両用灯具２によっても、上記第一の実施形態における車両用灯具１と同様の効果を奏することができる。
［３ 第三の実施形態］
続いて、本発明の第三の実施形態について説明する。
図１０は、本発明の第三の実施形態における車両用灯具３の側断面図である。
この図に示すように、車両用灯具３は、いわゆるダイレクトプロジェクション型の灯具であり、ＬＤ３１と、集光レンズ３２と、２個のＬＥＤ３３，３３と、蛍光体３４と、投影レンズ３７とを備えている。
このうち、ＬＤ３１は、後方斜め上方を向く光軸Ａｘ１を有し、蛍光体３４の励起光としての青色のレーザー光を光軸Ａｘ１に沿って後方斜め上方へ出射する。このＬＤ１１は、発光部中央の輝度が最も高くなるガウシアン分布の輝度特性を有している。
集光レンズ３２は、ＬＤ３１斜め上方の光軸Ａｘ１上に配置され、当該ＬＤ３１から後方斜め上方へ出射された青色レーザー光を、更に後方斜め上方に配置された蛍光体３４の表面（前面）に集光させる。より詳しくは、集光レンズ３２は、ＬＤ３１からの青色レーザー光を集光させて、蛍光体３４の表面のうち下側寄りのレーザー照射部分Ｓ（図１１参照）に照射させる。
２個のＬＥＤ３３，３３は、何れも蛍光体３４の励起光としての青色光を出射する１ｍｍ角のＬＥＤチップであり、左右方向（図１０での紙面垂直方向）に０．１ｍｍの間隔を空けて並設されている（図１１参照）。このＬＥＤ３３，３３は、発光面を前方に向けた状態で、集光レンズ３２の後方斜め上方で光軸Ａｘ１上に位置するように後面で金属平板３８に支持されている。金属平板３８は、前後方向に直交するように立設され、前面でＬＥＤ３３，３３を支持するとともに、後面に放熱フィン３８１，…を有している。
図１１は、蛍光体３４の平面図である。
この図に示すように、蛍光体３４は、上記第一の実施形態における蛍光体１４と同様の蛍光材料であり、光軸Ａｘ１上に位置するようにＬＥＤ３３，３３の発光面上に配置されている。この蛍光体３４は、ＬＥＤ３３，３３に対する配置や形状等については、上記第一の実施形態における蛍光体１４と同様に構成されており、ＬＥＤ３３，３３の発光面全体を裏面（後面）で覆うように配設されるとともに表面が前方に向けられている。また、蛍光体３４の表面のうちレーザー照射部分Ｓから下側の端部は、当該蛍光体３４の近傍に配置された遮光部材３４１によって覆われている。この遮光部材３４１は、側面視Ｌ字状に形成されて、基端部が金属平板３８に固定されている。
投影レンズ３７は、図１０に示すように、前後方向に沿った光軸Ａｘ２を有する非球面平凸レンズであり、光軸Ａｘ２上に蛍光体３４が位置するように当該蛍光体３４の前方に配置されている。この投影レンズ３７は、蛍光体３４の近傍に位置する物側焦点を有しており、蛍光体３４の表面から出射された白色光を車両前方へ反転投影する。
続いて、配光パターン（すれ違いビーム）を形成する際の車両用灯具３の動作について説明する。
図１２（ａ），（ｂ）は、車両用灯具３での光路を説明するための図である。
図１２（ａ）に示すように、ＬＤ３１及びＬＥＤ３３，３３が発光状態とされると、ＬＤ３１から出射された青色レーザー光が集光レンズ３２で集光されて蛍光体３４の表面のレーザー照射部分Ｓに照射されるとともに、ＬＥＤ３３，３３の発光面から出射された青色光が蛍光体３４の裏面に入射する。
これらの光のうち、ＬＥＤ３３，３３からの青色光は、蛍光体３４を通過する過程で白色光とされて、蛍光体３４の表面から前方へ出射される。このとき、蛍光体３４は、上記第一の実施形態における蛍光体１４と同様に、ＬＥＤ３３，３３からの青色光が当該蛍光体３４全体に亘って照射されるため、このＬＥＤ３３，３３からの青色光による白色光を表面全体から出射する。
一方、ＬＤ３１からの青色レーザー光は、蛍光体３４で白色光とされて表面のレーザー照射部分Ｓから前方へ出射される。このとき、レーザー照射部分Ｓは、上記第一の実施形態におけるレーザー照射部分Ｓと同様に、蛍光体３４表面の他の部分よりも高輝度で発光する。また、蛍光体３４の表面は、上記第一の実施形態における蛍光体１４の表面と同様に、不自然な低輝度部分を有することなく一体的に発光する。
蛍光体３４から前方へ出射された白色光は、図１２（ｂ）に示すように、投影レンズ３７を通じて車両前方へ照射される。このとき、蛍光体３４の表面から出射される白色光の一部が遮光部材３４１によって遮光されることにより、図６に示すように、カットオフラインＬより上方への照射光が遮られたすれ違いビームＰが形成される。またこのときには、青色レーザー光で高輝度化されたレーザー照射部分Ｓからの白色光が、すれ違いビームＰ内のカットオフラインＬ近傍に照射され、当該カットオフラインＬ近傍に高照度領域Ｐｈが形成される。
以上の車両用灯具３によっても、上記第一の実施形態における車両用灯具１と同様の効果を奏することができる。
なお、本発明は上記第一〜第三の実施形態に限定して解釈されるべきではなく、適宜変更・改良が可能であることはもちろんである。
例えば、上記第一〜第三の実施形態では、車両用灯具１〜３が何れもすれ違いビームＰを形成することとしたが、本発明は、走行ビームを形成する車両用灯具においても適用可能である。
また、ＬＤ１１，３１が青色光を出射し、蛍光体１４〜３４が当該青色光により黄色光を発することとしたが、これに限定されず、白色光が得られる他の構成（励起光と蛍光体との組合せ）であってもよい。更に、蛍光体１４〜３４から出射される光は白色光に限定されず、他の色の可視光であってもよい。
また、蛍光体１４〜３４は平板状に形成されることとしたが、照射される青色光の強度分布によっては色ムラのある白色光を出射させてしまうため、当該青色光の強度分布に応じた厚さ分布を有することが好ましい。この場合、蛍光体１４〜３４は、裏面から表面までの厚さが、当該蛍光体１４〜３４に照射される青色光の強度が高い部分ほど厚くなるように形成される。したがって、レーザー照射部分Ｓでの蛍光体１４〜３４の厚さは、他の表面部分での蛍光体１４〜３４の厚さよりも厚いことが好ましい。また、ＬＤ１１，３１がガウシアン分布の輝度特性を有しているため、ＬＤ１１，３１からの青色レーザー光が照射されるレーザー照射部分Ｓ内での蛍光体１４〜３４の厚さは、周辺部から中央部に向かって厚くなっていることが好ましい。
また、蛍光体１４〜３４は、上述のような白色光の色ムラを抑制するために、照射される青色光の強度分布に応じた蛍光体濃度（バインダ中における蛍光体粒子の濃度）の分布を有することが好ましい。この場合、蛍光体１４〜３４は、照射される青色光の強度が高い部分ほど蛍光体濃度が高くなるように形成される。したがって、蛍光体１４〜３４は、ＬＤ１１，３１からの青色光を照射される部分が、当該蛍光体１４〜３４の他の部分よりも高い蛍光体濃度となっていることが好ましい。
また、蛍光体１４〜３４は、表面がＬＥＤ１３〜３３の発光面全体と略同一の大きさ（正面視形状及びその面積）に形成されることとしたが、ＬＥＤ１３〜３３からの青色光による白色光を当該表面の全体から出射するように形成されていれば、これに限定されない。
例えば、蛍光体１４〜３４は、表面がＬＥＤ１３〜３３の発光面全体よりも大きく、テーパー状の周面を介して裏面と表面とが繋がっている形状としてもよい。このような蛍光体１４〜３４の形状であっても、ＬＥＤ１３〜３３の発光面から放射状に出射される青色光を好適に受けて、当該青色光による白色光を表面全体から出射させることができる。また、この場合には、蛍光体１４〜３４の裏面（裏面側の端面全体）でＬＥＤ１３〜３３の側面を含む発光面全体を覆ってもよい。このようにすれば、ＬＥＤ１３〜３３の側面から出射される青色光をも蛍光体１４〜３４内に取り込んでテーパー状の周面で表面に向けて内部反射させ、白色光として表面のうちの周辺部から出射させることができる。
また、ＬＥＤ１３〜３３は２個を並設させることとしたが、３個以上を並設させてもよいし、１個だけでも勿論よい。なお、３個以上のＬＥＤ１３〜３３を並設させる場合には、蛍光体１４〜３４は、並設された全てのＬＥＤ１３〜３３の発光面全体を覆うように配設される。
１，２，３ 車両用灯具
１１，３１ ＬＤ（レーザー光源）
Ａｘ１ 光軸
１２，３２ 集光レンズ
１３，２３，３３ ＬＥＤ（ＬＥＤ光源）
１４，２４，３４ 蛍光体
Ｓ レーザー照射部分
１５，２５ リフレクタ
１５１，２５１ 反射面
１５２，２５２ 集光反射面
１６ シェード
１７，３７ 投影レンズ
Ａｘ２ 光軸
２４１ 遮光マスク（遮光部材）
３４１ 遮光部材
Ｐ すれ違いビーム（配光パターン）
Ｌ カットオフライン
Ｐｈ 高照度領域

Claims (5)

  1. ＬＥＤ光源と、
    レーザー光源と、
    前記ＬＥＤ光源及び前記レーザー光源から出射された励起光を受けて可視光を出射する蛍光体と、
    を備え、
    前記蛍光体は、前記ＬＥＤ光源の発光面と略同一の大きさに形成された裏面を有し、前記ＬＥＤ光源の発光面全体を裏面で覆うように当該発光面上に配置されて、前記ＬＥＤ光源から出射された励起光による可視光を裏面とは反対側の表面全体から出射し、
    前記レーザー光源は、前記蛍光体の表面のうち、配光パターン内の高照度領域に可視光を出射する部分に励起光を照射することを特徴とする車両用灯具。
  2. 前記蛍光体のうち、前記レーザー光源から出射された励起光が照射される部分は、当該蛍光体の他の部分よりも厚いことを特徴とする請求項１に記載の車両用灯具。
  3. 前記蛍光体のうち、前記レーザー光源から出射された励起光が照射される部分は、当該蛍光体の他の部分よりも蛍光体濃度が高いことを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用灯具。
  4. 前記蛍光体から出射された可視光を前方へ反射させるリフレクタと、
    前記リフレクタで反射された可視光を車両前方へ投影する投影レンズと、
    前記リフレクタで反射されてから前記投影レンズに入射するまでの可視光の一部を遮光するシェードと、
    を備えることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の車両用灯具。
  5. 前記蛍光体の表面の一部を覆うように当該蛍光体の近傍に配置されて、当該蛍光体から出射された可視光の一部を遮光する遮光部材を備えることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の車両用灯具。
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