JP2012195253A - 半導体発光装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光取り出し効率及び蛍光プレートの励起効率が高く、かつ発光色の制御及び配光の制御が容易である発光装置を提供する。
【解決手段】本発明の発光装置は、レーザ照射によって蛍光を発する蛍光プレートと、蛍光プレートの第１の面に第１のレーザ光を照射するように配されている第１のレーザ光源と、蛍光プレートの第１の面に対向する第２の面に第２のレーザ光を照射するように配されている第２のレーザ光源と、第２のレーザ光が通過する光通過孔を有し、少なくとも蛍光プレート上の第２のレーザ光の照射領域を覆う凹状反射面を備えたリフレクタと、蛍光プレートの第１の面側の空間に配され、第１のレーザ光の蛍光プレート表面による反射光並びに第１のレーザ光及び第２のレーザ光による励起によって蛍光プレートから発せられた蛍光を集光するレンズと、を含むことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、発光装置に関し、特に半導体レーザダイオード素子を使用した車両用前照灯に使用する発光装置に関する。

近年、半導体レーザダイオード（ＬＤ）素子を用いた発光装置では、ＬＤ素子から発せられる青色励起光によって励起されて黄色の蛍光を発する蛍光体を用いて白色光を得ている。具体的には、ＬＤ素子等からの青色励起光と励起された蛍光体からの黄色蛍光を混色することによって白色光を生成している。良好な白色光は、青色励起光によって蛍光体を効率良く励起して、青色励起光と黄色蛍光とのバランスをとることによって達成される。

車両用前照灯に使用される発光装置においては、良好な白色光特性の他に、遠方視認性と広い前方照射領域の確保を兼ね備えた配光特性が必要とされる。遠方視認性は、光照射面の中央領域（いわゆるカットオフ領域）に大きなピークを有する配光特性によって充足され、広い前方照射領域は、光照射面中央領域から周辺に向かってなだらかに低下している配光特性によって確保される。

特許文献１には、励起光によって蛍光を発する蛍光体と、蛍光体からの光を反射する凹面鏡と、励起光を放出するＬＥＤ素子またはＬＤ素子と、を有する光源装置が開示されている。

特許文献２には、すれ違いビーム用の配向パターンを形成するＬＥＤ光源と、レーザ光源からの光を受けて発光することにより配向パターンのカットオフ近傍へ光を照射するレーザ光源用蛍光体と、を含む発光部を備えている車両用灯具が開示されている。

特許文献３には、発光半導体と、発光半導体を覆う半球型透明レンズと、透明レンズ表面近傍に配されている蛍光体層と、を含み、発光半導体から光が蛍光体層を励起させて蛍光を得るＬＥＤ装置が開示されている。

特開２００４−３５４４９５号公報 特開２０１０−２３２０４４号公報 特表２００５−５３７６５１号公報

特許文献１に示されるような発光装置では、ＬＤ素子から射出される励起光のうち蛍光体を励起せずに蛍光体表面で反射されてしまう成分が多い。従って、励起光の反射成分が蛍光体から放出される蛍光成分に比べて多く、励起光の反射成分と蛍光成分との混色状態を調整して適切な白色光を得ることが非常に困難であった。

特許文献２に示されるような発光装置でも、ＬＤ素子から射出された励起光を照射してレーザ光源用蛍光体を励起しているが、蛍光体を励起できずに蛍光体表面で反射してしまう励起光が多い。従って、特許文献１における発光装置と同じ理由で、励起光の反射成分と蛍光成分とを混色して適切な白色光を得ることが非常に困難であった。

特許文献３に示されるような発光装置では、励起光が蛍光体層に入射する際に起こる背面反射が多く、発光効率が低下するという問題が生じていた。また、蛍光体から発せられる蛍光成分が様々な方向に分散してしまうために、照射領域の中央に照度の大きなピークを有するような、特に車両前照灯に適した配光を実現することが困難であった。

また、特許文献１及び３においては、一定の配光で光を照射することしかできず、所望の分布となるように配光を制御することは困難であった。
本発明は、上記した点に鑑みてなされたものであり、光取り出し効率及び蛍光プレートの励起効率が高く、かつ発光色の制御及び配光の制御が容易である発光装置を提供することを目的とする。

本発明の発光装置は、レーザ照射によって蛍光を発する蛍光プレートと、蛍光プレートの第１の面に第１のレーザ光を照射するように配されている第１のレーザ光源と、蛍光プレートの第１の面に対向する第２の面に第２のレーザ光を照射するように配されている第２のレーザ光源と、第２のレーザ光が通過する光通過孔を有し、少なくとも蛍光プレート上の第２のレーザ光の照射領域を覆う凹状反射面を備えたリフレクタと、蛍光プレートの第１の面側の空間に配され、第１のレーザ光の蛍光プレート表面による反射光並びに第１のレーザ光及び第２のレーザ光による励起によって蛍光プレートから発せられた蛍光を集光するレンズと、を含むことを特徴とする。

本発明の発光装置によれば、蛍光プレートに対して、光照射方向に向いた面である前面及びこれとは逆の方向にある背面にそれぞれレーザ光を照射する。そして、蛍光プレート背面のレーザ照射領域をリフレクタによって覆い、背面反射光を蛍光プレートに戻すことによって、蛍光体励起効率を増加させかつ励起光と蛍光の混色及び配光制御を容易する。これによって、特に、光照射面中央で照度が非常に強く、周辺に向かってなだらかに照度が低下する、車両用前照灯に好ましい配光パターン及び照射光の色を実現することが可能であるとともに、発光効率、並びに発光色及び配光制御性に優れた発光装置を提供できる。

本発明の実施例１に係る発光装置の図である。 本発明の実施例１に係る発光装置の各々のＬＤ素子による光の経路の図である。 本発明の実施例２に係る発光装置の図である。 本発明の実施例３に係る発光装置の図である。

以下、本発明の実施例について図面を参照しつつ説明する。なお、以下に示す図において、実質的に同一または等価な構成要素、部分には同一の参照符を付している。また、以下の実施例では、蛍光プレート１１が平行平板プレートの場合について説明をしているが、蛍光プレート１１の形状はこれには限定されない。

図１は、本発明の実施例１に係る発光装置１０の光照射面ＰＬに垂直な平面を見た平面図である。図１には、発光装置１０内の光の経路を示しており、励起光成分を実線で、蛍光成分を破線で示している。また、線の太さによって光の強度を模式的に示している。発光装置１０の照射光の光軸をＬＡで示す。さらに、図の右側部には、照度曲線及び光照射面ＰＬ面内における配光分布を示している。詳細には、発光装置１０から射出された光により照射される照射面（すなわち光照射面ＰＬ）における照度の分布を示している。尚、図中、光照射面ＰＬは線として示されている。また、配光分布において、ハッチングを施して示した部分は、車両用前照灯において高い照度が必要とされる中央領域（すなわちカットオフ領域：ＣＲ）を示している。また、その周辺領域をＰＲとしている。

発光装置１０には、図１に示すように、蛍光プレート１１、第１の半導体レーザダイオード素子１３（以下、ＬＤ素子１３）、第２の半導体レーザダイオード素子１４（以下、ＬＤ素子１４）、リフレクタ１５、及びレンズ１７が備えられている。

蛍光プレート１１は、一辺が数ｍｍ〜２０ｍｍ程度の矩形の平面形状を有し、当該平面が光照射面ＰＬに対して４５°の角度をなすように配されている。また、蛍光プレート１１は、平面が、ＬＤ素子１３の光出射面に対して４５°の角度をなすように（ＬＤ素子１３からの光が４５°の角度で入射するように）配されている。蛍光プレート１１は、透光性を有する蛍光体粉末焼結体であり、例えば、ＹＡＧ（イットリウム・アルミニウム・ガーネット：Ｙ_３Ａｌ_５Ｏ_１３）を焼結したものである。蛍光体は、ＬＤ素子１３，１４から発せられる、例えば波長が約４６０ｎｍの青色励起光を吸収して、波長５６０ｎｍ前後に発光ピークを有する黄色蛍光を発する。従って、ＬＤ素子１３から発せられて蛍光体に吸収されずに反射した青色励起光と蛍光体から発せられる黄色蛍光とが混ざり合い、白色光を得ることが可能である。尚、蛍光プレート１１は、透光性を有する材料、例えば、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、またはハイブリッド樹脂（エポキシ樹脂＋シリコーン樹脂）からなっていてもよい。その場合、蛍光プレート１１の樹脂内には、例えば、ＹＡＧに付活剤としてＣｅ（セリウム）を導入したＹＡＧ：Ｃｅ蛍光体が分散されている。また、蛍光プレート１１は、透光性のあるガラスに蛍光体をドーピングしたものでもよい。使用する蛍光体は、レーザダイオードの励起光の波長に応じて、例えば、励起光が紫外光ならばＲ、Ｇ、Ｂ蛍光体が利用でき、励起光が青色ならば上記ＹＡＧ蛍光体の他に、Ｒ、Ｇ蛍光体も利用可能である。

第１のＬＤ素子１３は、青色励起光（例えば、波長４３０ｎｍ〜４７０ｎｍ程度）を発するレーザダイオードである。第１のＬＤ素子１３は、蛍光プレート１１の前面１１Ａ側（すなわち、発光装置１０による光照射方向）の空間に配されている。そして、第１のＬＤ素子１３からのレーザ光（第１のレーザ光）は、蛍光プレート１１の前面１１Ａに向けて射出される。第１のＬＤ素子１３は、そのレーザ光のうちの一部が蛍光プレート１１の前面１１Ａで反射され、当該反射された光のうちの正反射光の光ビームが光照射面ＰＬに垂直な光軸ＬＡ上を進行して光照射面ＰＬに達するように配置される。

第２のＬＤ素子１４の第２のレーザ光は、蛍光体プレート１１の前面１１Ａと対向する背面１１Ｂ側の空間に配されている。第２のＬＤ素子１４は、蛍光プレートの背面１１Ｂ側から第２のレーザ光を照射する。第２のレーザ光は、蛍光プレート１１の背面１１Ｂと光軸ＬＡの延長線との交点位置に照射される。あるいは、蛍光プレート１１を透過したレーザ光を照射光として利用する場合には、第２のレーザ光が蛍光プレート１１を透過した後に光軸ＬＡ上を進行するように構成される。

リフレクタ１５は、例えば、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂等の樹脂、またはガラス等で形成されている中空半球状の凹状反射面（内壁）を有する部材である。リフレクタ１５の凹部反射面は、蛍光プレート１１の背面１１Ｂ側から蛍光プレート１１の少なくとも第２のレーザ光の照射領域を囲むように覆っている。蛍光プレート１１の第２のレーザ光の照射領域とリフレクタ１５との間には間隔が保たれている。リフレクタ１５は、シリコーン系接着剤等で蛍光プレート１１に固定されている。リフレクタ１５には、第２のレーザ光が通過する光通過孔１６がレーザ加工等によって形成されている。

リフレクタ１５の凹部反射面は、第２のＬＤ素子１４から射出される第２のレーザ光が照射される蛍光プレート１１の表面上の領域を中心とした半球状であり、例えば銀蒸着やアルミ蒸着によって反射面が形成されている。従って、第２のレーザ光のうちの蛍光プレート１１の背面１１Ｂで反射された成分は、リフレクタ１５の凹状反射面で反射されて蛍光体プレート１１の背面１１Ｂに戻る。また、リフレクタ１５は、第１及び第２のレーザ光によって励起された蛍光体から放出された蛍光のうちリフレクタ１１の後方に放出される光を、前方に戻す役割も果たす。尚、光照射方向以外への光の漏出を避けるために、リフレクタ１５の開口面の面積は、蛍光プレート１１の平面領域の面積よりも小さいことが望ましい。また、光通過孔１６は、第２のレーザ光を通過させるために第２のレーザ光のビーム径よりも大きく、蛍光プレート１１から反射された光及び蛍光プレートから放射された光が漏出しないようにできるだけ小さくするのが好ましい。

また、凹状反射面を形成している凹部は中空でなくともよく、凹部内に透光性の材料、例えば透光性樹脂等を充填してもよい。このようにすることで、リフレクタ１５の機械強度を向上させることが可能である。

レンズ１７は、光学ガラス、ポリカーボネート、シリコーン樹脂等の透光性材料からなる凸レンズである。レンズ１７は、蛍光プレート１１の前方に配されており、蛍光プレート１１から反射された励起光及び蛍光プレート自体から発せられる蛍光を集光するように設けられている。具体的には、蛍光プレート１１の第１のレーザ光の入射位置が、レンズ１７の略焦点位置となるように構成することで、レンズ１７に入射する光を、光軸ＬＡに平行な方向に集光する。尚、図１及び後述する図２−４において、レンズに対し、他の部材（蛍光プレート、リフレクタ、レーザ光源）が拡大して示されている。

また、発光装置１０を車両用前照灯として用いる場合において、カットオフラインを形成するためのシェードを、レンズ１７と蛍光プレート１１との間に適宜配置することができる。

ここで、図２を用いて発光装置１０におけるＬＤ素子１３及びＬＤ素子１４のレーザ光の経路を個別に説明する。図２においても図１と同様に、励起光成分を実線で、蛍光成分を破線で示しており、線の太さによって光の強度を模式的に示している。さらに、図の右側部には、光照度曲線及び配光分布を図１と同様に示している。

図２（ａ）は、第１のＬＤ素子１３から射出される第１のレーザ光による光の経路、照度曲線及び配光分布図を示している。第１のレーザ光は、その一部が蛍光体プレート１１の前面１１Ａで正反射または拡散反射されてレンズ１７に向かう。残りの部分は、蛍光プレート１１内の蛍光体を励起するか、または蛍光体を励起せずに蛍光プレート１１を通過してリフレクタ１５に達する。蛍光体を励起せずに蛍光プレート１１を通過した光は、リフレクタ１５で反射されて再度蛍光プレート１１に入射して蛍光体を励起する。第１のレーザ光による励起によって蛍光プレート１１から発せられた蛍光のうち、プレート１１の前方に放出された光はそのままレンズ１７に向かう。リフレクタ１５側に放出された光はリフレクタ１５によって反射されて、蛍光プレート１１を透過してレンズ１７に向かう。レンズ１７に入射した反射励起光及び蛍光は、所望の配光分布となるように集光されて発光装置１０から取り出される。

図２（ａ）の光照度曲線及び配光分布に示されるように、第１のレーザ光によって形成される配光分布は、第１のレーザ光のうち、蛍光プレート１１の前面１１Ａで正反射される成分が比較的多く、照射面ＰＬの中央領域ＣＲに突出したピークを有する。しかし、蛍光プレート１１内に導入される第１のレーザ光成分が比較的少ないために、蛍光体から放出される蛍光が少なく、また、蛍光プレート１１の前面１１Ａで拡散反射される励起光も比較的少ないため中央領域ＣＲの周辺領域ＰＲにはあまり光が照射されないことがわかる。すなわち、第１のＬＤ素子１３の第１のレーザ光によって、主に遠方視認性が確保される。尚、第１のレーザ光については、蛍光プレート１１の前面１１Ａで正反射される成分が比較的多いため、図２（ａ）の構成においては、中央領域ＣＲにおける光は青味の強い白色となっている。

図２（ｂ）は、第２のＬＤ素子１４から射出される第２のレーザ光による光の経路、照度曲線及び配光分布図を示している。第２のレーザ光は、その一部が蛍光プレート１１において蛍光体を励起し、残りの部分は蛍光体を励起せずに蛍光プレート１１を通過するか、または蛍光プレート１１の背面１１Ｂで反射される。蛍光プレート１１を通過した第２のレーザ光は、一部拡散してレンズ１７に向かう。蛍光プレート１１の背面１１Ｂで反射した第２のレーザ光は、リフレクタ１５によって反射され、再度蛍光プレート１１に入射して蛍光体を励起する。第２のレーザ光による励起によって蛍光プレート１１から発せられる蛍光のうち、前方に放出される光はそのままレンズ１７に向かい、後方に放出された光もリフレクタ１５によって反射されてレンズ１７に向かう。レンズ１７に入射した励起光及び蛍光は、所望の配光分布となるように集光されて発光装置１０から照射される。

図２（ｂ）の照度曲線及び配光分布からわかるように、第２のレーザ光によって形成される配光分布も、中央にピークを有している。しかし、第１のレーザ光によって形成される配光分布と異なり、周辺領域ＰＲにも広がる配光分布を示す。これは、第２のレーザ光が、蛍光プレート１１の内部でプレート１１の面内方向に導光されることによって、蛍光プレート１１の広い領域が励起されて蛍光が放出され、蛍光体を励起せずに蛍光プレート１１を通過する成分は一部拡散されてレンズ１７に向かうからである。さらに、蛍光プレート１１の後方に拡散反射されて蛍光プレート１１に戻る励起光によって、蛍光プレート１１のリフレクタ１５による被覆領域全体が励起されるので、さらに周辺領域ＰＲへの配光が確保される。従って、第２のレーザ光によって、広い前方照射領域が確保される。尚、第２のレーザ光については、蛍光体を励起せずに蛍光プレート１１を通過する成分が比較的少ないために、図２（ｂ）の構成においては、中央領域ＣＲにおける光は黄味の強い白色となっている。

ここで、図１を参照すると、発光装置１の配光分布は、図２（ａ）のＬＤ素子１２による配光分布及び図２（ｂ）のＬＤ素子１３による配光分布を足し合わせたものになっている。すなわち、中央に大きなピークを有し、周辺領域ＰＲにむかってなだらかに広がっている配光分布になっている。すなわち、発光装置１０によれば、光照射面中央領域ＣＲ（カットオフ近傍）で照度が非常に高く、換言すれば遠方視認性が高く、光照射面周辺に向けてなだらかに照度が低下する、換言すれば広い前方照射領域が確保可能であるという車両前照灯等に有利な配光特性が得られる。尚、光照射面の中央領域ＣＲにおいては、第１のレーザ光によって得られる青味の強い白色光と、第２のレーザ光によって得られる黄味の強い白色光とが混合されるので、発光装置１０の配光（第１のレーザ光及び第２のレーザ光によって得られる配光）において、中央領域ＣＲから周辺領域ＰＲに亘り色味の均一な白色を得ることができる。

発光装置１０においては、さらに必要に応じて照射光の色及び配光分布を調整することが可能である。発光装置１０において青色励起光と黄色蛍光の混色を制御する方法、すなわち照射光の色を調整するには以下の方法をとることが可能である。

第１の方法は、蛍光プレート１１の厚さまたは蛍光プレート１１内の蛍光体濃度を変更して照射光の色を調整する方法である。具体的には、蛍光プレート１１の厚さを厚くすることまたは蛍光体濃度を高めることで、第２のＬＤ素子１４から射出される第２のレーザ光による蛍光体励起によって放出される黄色光を増やし、照射光の色を黄色側に調整することが可能である。同様に、蛍光体プレート１１の厚さを薄くすることまたは蛍光体濃度を低下させることで、照射光の色を青色側に調整することが可能である。

第２の方法は、蛍光プレート１１に照射される第１及び第２のレーザ光の強度を調整することによって照射光の色を調整する方法である。具体的には、第１のレーザ光の強度を大きくすれば、蛍光プレート１１に反射される青色励起光の割合を増大させることができ、照射光の色を青色側に調整することが可能である。逆に、第２のレーザ光の強度を大きくすれば、蛍光プレート１１内の蛍光体からの黄色蛍光の割合を増大させることができ、照射光の色を黄色側に調整することが可能である。光強度の調整は、図３に示すような調整器１８を用いて第１のＬＤ素子１３及び第２のＬＤ素子１４の駆動電流を変更することによって行ってもよい。また、ＬＤ素子１３及び１４が射出するレーザの光路上にフィルタを配置して、当該フィルタの光透過率を変えることで光強度を調整することとしてもよい。

第３の方法は、蛍光プレート１１の表面粗さを変化させることによって、照射光の色を調整する方法である。具体的には、蛍光プレート１１の前面１１Ａの表面粗さを増加させることによって、第１のＬＤ素子１３から射出される第１のレーザ光を蛍光プレート１１内に導入しやすくする。このようにすることで、第１のレーザ光のうちの蛍光プレート１１表面で反射される励起光の成分が減少する。その一方で、蛍光プレート１１内に導入されて蛍光体を励起する励起光成分が増加し、蛍光プレート１１から発せられる蛍光が増加するために、発光装置１０の照射光の色を黄色側に調整することが可能である。同様に、蛍光プレート１１の前面の表面粗さを低下させる（例えば、鏡面加工にする）ことで、発光装置１０の照射光の色を青色側に調整することが可能である。

発光装置１０において、配光分布を調整するには以下の方法をとることが可能である。

第１の方法は、上記照射光の調整の第２の方法と同様に第１のＬＤ素子１３及び第２のＬＤ素子１４の光出力を調整する方法である。具体的には、第１のレーザ光の強度を大きくすることで、蛍光プレート１１の表面で反射する励起光成分が増加し、光照射面中央領域ＣＲ（カットオフ近傍）の照度が高くなり、遠方視認性が高まるように配光分布を調整可能である。一方、第２のレーザ光の強度を大きくすれば、蛍光プレート１１内の蛍光体がより励起され、蛍光プレート１１から発せられる蛍光が増加し、照射領域の周辺領域ＰＲの照度が高くなるように配光分布を調整可能である。尚、レーザ光の強度の調整方法は、上記照射光の調整の第２の方法と同様である。

第２の方法は、レーザ光が蛍光プレート１１を照射する位置を変更する方法である。具体的には、第１のＬＤ素子１３から射出される第１のレーザ光及び第２のＬＤ素子１４から射出される第２のレーザ光によって照射される蛍光プレート１１上の位置を相対的に移動させることによって、光照射面において第１のレーザ光によって光照射面ＰＬに形成される照度のピーク領域を照射領域全体に対して相対的に移動させる。

第３の方法は、リフレクタ１５の形状を変更することによって配光パターンを変更する方法である。具体的には、例えば、照射面ＰＬにおいて水平方向に横長な配光を得たい場合は、リフレクタ１５の凹部反射面の形状を照射面ＰＬから見て水平方向に長径を有する楕円半球形状にすればよい。また、リフレクタ１５の反射面のうち、蛍光プレート１１の背面１１Ｂに反射された励起光が入射する部分を乱反射面にして励起光を分散させ、励起光を蛍光プレート１１全体にまんべんなく入射させることによって、照射面の周辺領域ＰＲの照度を増加させることも可能である。この場合、蛍光プレート１１の背面１１Ｂの表面を鏡面加工することによって、蛍光プレート１１表面で反射する励起光成分を増加させて、リフレクタ１５の反射面でより多くの励起光を分散させることによって、更に周辺領域ＰＲの照度を増加させることが可能である。尚、リフレクタ１５の凹部反射面は半球断面等を有する曲面形状以外でも良く、所望の配光パターンに応じて、例えば、凹部をマルチリフレクタ形状、または円錐状もしくは角錐状等にしてもよい。

第４の方法は、レンズ１７の形状を変更することによって配光パターンを変更する方法である。具体的には、例えば、照射面ＰＬにおいて水平方向に横長な配光を得たい場合には、上下方向では平行光を出射し、左右方向では拡散光を出射するような扁平なレンズを用いることができる。

以下に、本発明の実施例２に係る発光装置２０について図面を参照して説明する。図３は、本発明の実施例２に係る発光装置２０の照射面ＰＬに垂直な平面を見た平面図である。

発光装置２０は、上記した実施例１に係る半導体発光装置１０と基本構成は同一であるが、さらに反射ミラー２１が設けられ、第２のＬＤ素子１４が第１のＬＤ素子１３と近接して配されている。

実施例２に係る発光装置２０においては、第１のＬＤ素子１３からの第１のレーザ光と第２のＬＤ素子１４からの第２のレーザ光とが平行して射出されるように、ＬＤ１３及びＬＤ１４が並列して配されている。

反射ミラー２１は、第２のＬＤ素子１４から射出されるレーザ光が、リフレクタ１５の光通過孔１６を通過するように、照射面ＰＬに対して４５°の角度をなすように配される。反射ミラー２１は、例えば、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂等の樹脂、またはガラス等で形成されており、反射ミラー２１のレーザ光反射面は、レーザ光反射のために、銀蒸着やアルミ蒸着によって反射面が形成されている。

発光装置２０において、ＬＤ素子１４から射出された第２レーザ光は、反射ミラー２１によって反射された後は、実施例１の場合と同様に、リフレクタ１５の光通過孔１６を通過して、蛍光プレート１１に達する。蛍光プレート１１に達した後の光経路は実施例１の光経路と同様である。

実施例２に係る発光装置２０においては、発光装置１０と異なり、反射ミラー２１を用いることで、第１のＬＤ素子１３及び第２のＬＤ素子１４を近接して配置可能であるので、発光装置２０を小型化することが可能である。また、ＬＤ素子１３及びＬＤ素子１４を近接して配置することによって、ＬＤ素子１３及び１４を同一の基板上に設けることができ、放熱経路を共通のものとする等の構造の簡略化が可能である。

尚、実施例１及び２においては、蛍光プレート１１の角度は、必ずしも発光装置１０または２０の光照射面ＰＬに対して４５°でなくともよい。蛍光プレート１１の角度を変更する場合は、それに応じて、第１のＬＤ素子１３及び第２のＬＤ素子１４の位置並びにリフレクタ１５の光通過孔１６の位置を適宜変更して、第２のレーザ光が光透過光１６を通過できるように、かつ第１のレーザ光の蛍光プレート１１表面での正反射成分が、光軸ＬＡと一致して光照射面に達するように調整する。

以下に、本発明の実施例３に係る発光装置３０について図面を参照して説明する。図４は、本発明の実施例３に係る発光装置３０の光照射面ＰＬに垂直な平面を見た平面図である。

発光装置３０は、上記した実施例１に係る半導体発光装置１０と同様の構成要素からなっている。発光装置３０においては、蛍光プレート１１が光照射面と平行になるように配されており、第１のＬＤ素子１３の第１のレーザ光による蛍光体励起効率を向上させるために、蛍光プレート１１の前面１１Ａに凹部３１がさらに形成されている。また、第１レーザ光が蛍光プレート１１に対して４５°の角度で入射するように、第１のＬＤ素子１３が蛍光プレート１１に対して４５°の角度をなすように配置されている。

凹部３１は、例えば半球状であり、凹部３１に進入した第１のレーザ光が凹部３１内で多重反射して光照射面ＰＬに向かうように形成されている。このように、第１のＬＤ素子から射出される第１のレーザ光を蛍光プレート１１に多重反射させることによって、蛍光プレート１１内の蛍光体を効率良く励起し、蛍光プレート１１から放出される蛍光を増加させることができる。

尚、実施例３においては、第１のレーザ光の蛍光プレート１１に対する進行角度は、必ずしも４５°でなくともよい。第１のＬＤ素子１３の配置を変更する場合は、蛍光プレートで反射された励起光成分が光軸ＬＡ（すなわち、照射面ＰＬに垂直な線）と一致して照射面ＰＬに向かうように、蛍光プレート１１の角度を変更するかまたは凹部３１の形状を変更すればよい。

上記実施例において、リフレクタ１５の開口部は、レンズ１７が蛍光プレート１１から集光する光の当該蛍光プレート１１における放出領域を包含しているのが好ましい。こうすることよって光照射面ＰＬの方向以外に逃げてしまう光を減少させることが可能である。

上記実施例に記載した構成要素は、互いの位置関係が変化してしまわないように、同一の筐体（図示せず）によって支持されていることが好ましい。

また、上記実施例では、光源として半導体レーザダイオード素子を使用しているが、他のレーザ光源等を使用することも可能である。

上記実施例においては、本発明の発光装置について、車両用前照灯に用いることを中心に説明を行った。しかし、本発明の発光装置は、同様の配光を求められる他の照明装置にも用いることができる。

尚、上述した実施例における種々の数値、寸法、材料等は、例示に過ぎず、用途または使用される発光素子等に応じて、適宜選択することができる。

１０ 発光装置
１１ 蛍光プレート
１３ 第１のＬＤ素子
１４ 第２のＬＤ素子
１５ リフレクタ
１６ 通過孔
１７ レンズ
１８ 調整器
２０，３０ 発光装置
２１ 反射ミラー
３１ 凹部
ＰＬ 光照射面
ＬＡ 光軸
ＣＲ 光照射面中央領域
ＰＲ 光照射面周辺領域

Claims (10)

1. レーザ照射によって蛍光を発する蛍光プレートと、
   前記蛍光プレートの第１の面に第１のレーザ光を照射するように配されている第１のレーザ光源と、
   前記蛍光プレートの前記第１の面に対向する第２の面に第２のレーザ光を照射するように配されている第２のレーザ光源と、
   前記第２のレーザ光が通過する光通過孔を有し、少なくとも前記蛍光プレート上の前記第２のレーザ光の照射領域を覆う凹状反射面を備えたリフレクタと、
   前記蛍光プレートの前記第１の面側の空間に配され、前記第１のレーザ光の前記蛍光プレート表面による反射光並びに前記第１のレーザ光及び前記第２のレーザ光による励起によって前記蛍光プレートから発せられた蛍光を集光するレンズと、
   を含むことを特徴とする発光装置。
2. 前記リフレクタの前記凹状反射面は、曲面形状を有していることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
3. 前記蛍光プレートは前記第１の面に凹部を有し、前記凹部は前記第１のレーザ光が入射する領域に配されてい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。
4. 前記第１のレーザ光が前記凹部内で多重反射することを特徴とする請求項３に記載の発光装置。
5. 前記蛍光プレートは、前記第１及び第２のレーザ光によって励起されて黄色蛍光を発する蛍光体粉末焼結体であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の発光装置。
6. 前記第１の及び第２のレーザ光の少なくとも１つの光強度を調整する調整器を有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の発光装置。
7. 前記リフレクタの前記凹状反射面は、前記レンズが前記蛍光プレートから集光する光の前記蛍光プレートにおける放出領域を包含することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の発光装置。
8. 前記第１のレーザ光の前記蛍光プレートによる正反射光と前記蛍光プレートに入射する前記第２のレーザが同一光軸上にあることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の発光装置。
9. 前記リフレクタの前記凹状反射面は、前記第２のレーザ光の前記蛍光プレートの照射領域に向けて前記蛍光プレートによる前記第２のレーザ光の反射光を反射するように形成されていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の発光装置。
10. 前記リフレクタの前記凹状反射面は、少なくとも一部が乱反射面であることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の発光装置。

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