JP2013026163A - Light-emitting device, vehicular headlight and lighting device - Google Patents
Light-emitting device, vehicular headlight and lighting device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2013026163A JP2013026163A JP2011162607A JP2011162607A JP2013026163A JP 2013026163 A JP2013026163 A JP 2013026163A JP 2011162607 A JP2011162607 A JP 2011162607A JP 2011162607 A JP2011162607 A JP 2011162607A JP 2013026163 A JP2013026163 A JP 2013026163A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- phosphor
- light
- light emitting
- spot
- emitting unit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Abstract
Description
本発明は、励起光を蛍光体に照射することにより出射光を生成する発光装置、照明装置および車両用前照灯に関するものである。 The present invention relates to a light emitting device, a lighting device, and a vehicle headlamp that generate emitted light by irradiating phosphor with excitation 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出射光(例えば、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 emitted light (for example, 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に記載の白色発光装置を挙げることができる。この白色発光装置では、395nmの紫色光を発光する紫色LEDを固定する封止材の中に赤蛍光体、緑蛍光体、青蛍光体および黄蛍光体が混入されている。この構成により出射光の演色性を向上させている。 As an example of such a light emitting device, a white light emitting device described in Patent Document 1 can be given. In this white light emitting device, a red phosphor, a green phosphor, a blue phosphor, and a yellow phosphor are mixed in a sealing material for fixing a purple LED that emits 395 nm purple light. This configuration improves the color rendering properties of the emitted light.
ところが、特許文献1の構成では、複数種類の蛍光体を混合して封止しているため、蛍光体の種類によって蛍光体の粒径および粒径分布が異なることに起因して、蛍光体の分布が不均一になる可能性がある。そのため、目的の色度の光を取り出すことが困難であるという問題が生ずる。また、発光装置を製造した後に、その発光装置が発する光の色度を変えることは困難である。 However, in the configuration of Patent Document 1, since a plurality of types of phosphors are mixed and sealed, the particle size and particle size distribution of the phosphors differ depending on the type of phosphors. Distribution may be non-uniform. For this reason, there arises a problem that it is difficult to extract light having a target chromaticity. In addition, it is difficult to change the chromaticity of light emitted from a light emitting device after the light emitting device is manufactured.
なお、特許文献1の構成では、ある蛍光体が発した蛍光を、別の種類の蛍光体が吸収し、励起されるという多段励起も生じるため、発光効率が低下するという問題も生じる。 In addition, in the structure of patent document 1, since the multistage excitation that another kind of fluorescent substance absorbs and excites fluorescence emitted from a certain fluorescent substance also arises, the problem that luminous efficiency falls also arises.
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、その目的は、出射光の色度を調整することができる発光装置、車両用前照灯および照明装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a light emitting device, a vehicle headlamp, and an illumination device that can adjust the chromaticity of emitted light. .
本発明に係る発光装置は、上記の課題を解決するために、
励起光を出射する励起光源と、
上記励起光源から出射された励起光を受けて第1の色の蛍光を発する第1蛍光体を含む第1蛍光体セルと、上記励起光を受けて上記第1の色とは異なる第2の色の蛍光を発する第2蛍光体を含む第2蛍光体セルとを含む発光部とを備え、
上記励起光は、上記発光部に対してスポットとして照射され、
上記発光部における上記スポットの位置または大きさを変更可能とするスポット変更機構をさらに備えている。
In order to solve the above problems, a light-emitting device according to the present invention provides
An excitation light source that emits excitation light;
A first phosphor cell that includes a first phosphor that emits fluorescence of a first color in response to excitation light emitted from the excitation light source; and a second that is different from the first color in response to the excitation light. A light emitting unit including a second phosphor cell including a second phosphor that emits color fluorescence,
The excitation light is irradiated as a spot to the light emitting unit,
A spot changing mechanism that can change the position or size of the spot in the light emitting unit is further provided.
上記の構成によれば、励起光源から出射された励起光を受けて、発光部に含まれる第1蛍光体セルおよび第2蛍光体セルが蛍光を発する。第1蛍光体セルおよび第2蛍光体セルは、互いに異なる色の蛍光体を含んでおり、互いに異なる色の蛍光を発する。 According to said structure, the 1st fluorescent substance cell and the 2nd fluorescent substance cell which are contained in a light emission part emit fluorescence in response to the excitation light radiate | emitted from the excitation light source. The first phosphor cell and the second phosphor cell contain phosphors of different colors and emit fluorescence of different colors.
また、スポット変更機構が設けられていることにより、第1蛍光体セルおよび第2蛍光体セルに照射される励起光のスポットの位置または大きさが変更できる。発光部に対する励起光スポットの位置が変化することにより、第1蛍光体セルおよび第2蛍光体セルに照射される励起光の相対量が変化する。 Further, by providing the spot changing mechanism, the position or size of the spot of the excitation light irradiated on the first phosphor cell and the second phosphor cell can be changed. By changing the position of the excitation light spot with respect to the light emitting unit, the relative amount of excitation light irradiated to the first phosphor cell and the second phosphor cell changes.
その結果、発光装置が出射する出射光の色度を調整することができる。 As a result, the chromaticity of the emitted light emitted from the light emitting device can be adjusted.
また、上記第1蛍光体セルと上記第2蛍光体セルとは、同一面内方向に配置されており、上記第1および第2蛍光体セルに対して上記励起光が照射されることが好ましい。 In addition, the first phosphor cell and the second phosphor cell are arranged in the same in-plane direction, and it is preferable that the first and second phosphor cells are irradiated with the excitation light. .
第1および第2蛍光体セルが励起光の光軸方向に沿って積層されている場合には、これらの蛍光体セルに照射される励起光の相対量を変化させることは困難である。 When the first and second phosphor cells are stacked along the optical axis direction of the excitation light, it is difficult to change the relative amount of the excitation light irradiated to these phosphor cells.
これに対して、上記の構成では、第1および第2蛍光体セルが同一面内方向に配置されているため、励起光のスポットの位置または大きさを変化させることで、各蛍光体セルに照射される励起光の相対量を容易に調整することができる。 On the other hand, in the above configuration, since the first and second phosphor cells are arranged in the same in-plane direction, each phosphor cell can be changed by changing the position or size of the excitation light spot. The relative amount of excitation light irradiated can be easily adjusted.
また、上記発光部は、上記第1および第2の色とは異なる第3の色の蛍光を発する第3蛍光体を含む第3蛍光体セルをさらに含み、
上記第1蛍光体は、上記第3蛍光体が発する蛍光よりも上記第2蛍光体が発する蛍光を効率的に吸収するものであり、
上記第1蛍光体セルと上記第2蛍光体セルとの間に上記第3蛍光体セルが配置されていることが好ましい。
The light emitting unit further includes a third phosphor cell including a third phosphor that emits fluorescence of a third color different from the first and second colors,
The first phosphor absorbs the fluorescence emitted by the second phosphor more efficiently than the fluorescence emitted by the third phosphor,
It is preferable that the third phosphor cell is disposed between the first phosphor cell and the second phosphor cell.
上記の構成によれば、第2蛍光体が発する蛍光を効率的に吸収する第1蛍光体と、第2蛍光体との間に第3蛍光体を配置することにより、多段励起を抑制することができる。 According to said structure, multistage excitation is suppressed by arrange | positioning 3rd fluorescent substance between 1st fluorescent substance which absorbs the fluorescence which 2nd fluorescent substance emits efficiently, and 2nd fluorescent substance. Can do.
また、複数種類の上記蛍光体セルのうち、最も温度耐性の高い蛍光体を含む蛍光体セルが、上記スポットの中心に最も近い位置に配置されていることが好ましい。 Moreover, it is preferable that the phosphor cell including the phosphor having the highest temperature resistance among the plurality of types of phosphor cells is disposed at a position closest to the center of the spot.
上記の構成によれば、最も温度耐性の高い蛍光体を含む蛍光体セルが、パワー密度の最も高い励起光のスポットの中心に最も近い位置に配置されることにより、発光部全体として発光効率を高めることができる。 According to the above configuration, the phosphor cell including the phosphor having the highest temperature resistance is disposed at a position closest to the center of the spot of the excitation light having the highest power density, thereby improving the luminous efficiency of the entire light emitting unit. Can be increased.
また、上記第2蛍光体セルは、上記第1蛍光体セルの周囲の少なくとも一部に配置されており、
上記スポット変更機構は、上記スポットの大きさを変化させることが好ましい。
The second phosphor cell is disposed at least at a part of the periphery of the first phosphor cell,
The spot changing mechanism preferably changes the size of the spot.
上記の構成によれば、第2蛍光体セルが、第1蛍光体セルの周囲の少なくとも一部に配置されており、励起光のスポットの大きさを変化させることで、各蛍光体セルに照射される励起光の相対量を容易に調整することができる。 According to said structure, the 2nd fluorescent substance cell is arrange | positioned in at least one part of the circumference | surroundings of the 1st fluorescent substance cell, and it irradiates each fluorescent substance cell by changing the magnitude | size of the spot of excitation light The relative amount of excitation light generated can be easily adjusted.
また、複数種類の上記蛍光体セルは、マトリクス状に配置されていることが好ましい。 Moreover, it is preferable that the plurality of types of phosphor cells are arranged in a matrix.
上記の構成により、異なる色の蛍光をそれぞれ発する複数の蛍光体セルを配置することによる色ムラを低減できる。 With the above configuration, color unevenness due to the arrangement of a plurality of phosphor cells that emit different colors of fluorescence can be reduced.
また、複数種類の上記蛍光体セルは、上記スポットの大きさを基準として規定された基準値以下の大きさを有していることが好ましい。 Moreover, it is preferable that the plurality of types of phosphor cells have a size that is equal to or smaller than a reference value that is defined based on the size of the spot.
上記の構成によれば、蛍光体セルの大きさが励起光のスポットに対して相対的に小さく形成されており、複数の色の蛍光体セルを配置することによって生じる色ムラをより効果的に低減できる。 According to said structure, the magnitude | size of the phosphor cell is formed relatively small with respect to the spot of excitation light, and the color nonuniformity which arises by arrange | positioning the phosphor cell of a several color more effectively Can be reduced.
また、互いに種類が異なる上記蛍光体セルの間には、光の透過および吸収を妨げる隔壁が設けられていることが好ましい。 Moreover, it is preferable that a partition wall that prevents transmission and absorption of light is provided between the phosphor cells of different types.
上記の構成によれば、ある色の蛍光体セルから出射された蛍光は、隔壁によって遮断されるため、当該蛍光が他の色の蛍光体セルに吸収される可能性を低減できる。その結果、多段励起を抑制できる。また、隔壁による励起光及び蛍光体セルから出射された蛍光の透過及び吸収が少ないため、効率よく蛍光体からの蛍光を取り出すことができる。 According to said structure, since the fluorescence radiate | emitted from the phosphor cell of a certain color is interrupted | blocked by a partition, possibility that the said fluorescence will be absorbed by the phosphor cell of another color can be reduced. As a result, multistage excitation can be suppressed. Moreover, since there is little transmission and absorption of the excitation light by the partition and the fluorescence emitted from the phosphor cell, the fluorescence from the phosphor can be extracted efficiently.
上記隔壁は、熱伝導性の高い物質を含むことが好ましい。 The partition preferably includes a material having high thermal conductivity.
上記の構成により、発光部が発生させた熱を放熱することができ、熱による発光部の機能低下を防止できる。 With the above configuration, the heat generated by the light emitting unit can be dissipated, and deterioration of the function of the light emitting unit due to heat can be prevented.
本発明に係る発光装置は、上記の課題を解決するために、励起光を出射する励起光源と、
上記励起光源から出射された励起光を受けて蛍光を発する発光部とを備え、
上記蛍光に加えて上記励起光の一部が出射光として外部へ出射され、
上記励起光は、上記発光部に対してスポットとして照射され、
上記発光部と上記スポットとの相対位置関係または上記スポットの大きさを変更可能とするスポット変更機構をさらに備え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 includes an excitation light source that emits excitation light;
A light emitting unit that emits fluorescence in response to excitation light emitted from the excitation light source,
In addition to the fluorescence, a part of the excitation light is emitted to the outside as emitted light,
The excitation light is irradiated as a spot to the light emitting unit,
It is further characterized by further comprising a spot changing mechanism that can change the relative positional relationship between the light emitting unit and the spot or the size of the spot.
上記の構成によれば、励起光源から出射された励起光を受けて発光部が発した蛍光と、励起光の一部とが出射光(例えば、照明光)として外部へ出射される。スポット変更機構により、発光部と励起光のスポットとの相対位置関係または励起光のスポットの大きさを変更できることにより、蛍光に変換される励起光と、蛍光に変換されずに外部へ出射される励起光との相対量を変化させることができる。その結果、出射光の色度を調整することができる。 According to said structure, the fluorescence which the light emission part emitted in response to the excitation light radiate | emitted from the excitation light source, and a part of excitation light are radiate | emitted outside as emitted light (for example, illumination light). The spot change mechanism can change the relative positional relationship between the light emitting part and the spot of the excitation light or the size of the spot of the excitation light, so that the excitation light converted into fluorescence is emitted outside without being converted into fluorescence. The relative amount with the excitation light can be changed. As a result, the chromaticity of the emitted light can be adjusted.
また、上記発光部は、間隔をおいて配置された複数の発光部を含むことが好ましい。 Moreover, it is preferable that the said light emission part contains the some light emission part arrange | positioned at intervals.
上記の構成によれば、間隔をおいて配置された複数の発光部に対して励起光がスポットとして照射される。発光部間の領域に照射された励起光は、蛍光に変換されずに外部へ出射される。それゆえ、複数の発光部の配置間隔を適切に設定することにより、励起光のスポット全体の光量に対する、蛍光に変換されずに外部へ出射される励起光の光量の割合を調整することが容易にできる。 According to said structure, excitation light is irradiated as a spot with respect to the several light emission part arrange | positioned at intervals. Excitation light applied to the region between the light emitting units is emitted to the outside without being converted into fluorescence. Therefore, it is easy to adjust the ratio of the amount of excitation light emitted to the outside without being converted into fluorescence with respect to the entire amount of excitation light spot by appropriately setting the arrangement interval of the plurality of light emitting units. Can be.
また、上記発光装置を含む車両用前照灯、および上記発光装置を含む照明装置も本発明の技術的範囲に含まれる。 Further, a vehicle headlamp including the light emitting device and a lighting device including the light emitting device are also included in the technical scope of the present invention.
以上のように、本発明に係る発光装置は、発光部における励起光のスポットの位置または大きさを変更可能とするスポット変更機構を備える構成である。 As described above, the light emitting device according to the present invention is configured to include the spot changing mechanism that can change the position or size of the spot of the excitation light in the light emitting unit.
また、本発明に係る発光装置は、発光部と励起光のスポットとの相対位置関係または上記スポットの大きさを変更可能とするスポット変更機構をさらに備える構成である。 The light-emitting device according to the present invention further includes a spot changing mechanism that can change the relative positional relationship between the light-emitting portion and the spot of the excitation light or the size of the spot.
それゆえ、出射光の色度を調整することができるという効果を奏する。 Therefore, there is an effect that the chromaticity of the emitted light can be adjusted.
〔実施の形態1〕
本発明の実施の一形態について図1〜図5に基づいて説明すれば、以下のとおりである。本実施形態では、本発明の発光装置(照明装置)の一例としてヘッドランプ(車両用前照灯)を挙げて説明する。しかし、本発明の発光装置は、ヘッドランプのみならず、発光装置を備える電子標識、信号機等の発光装置および照明装置に適用されてもよい。
[Embodiment 1]
One embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. In the present embodiment, a headlamp (vehicle headlamp) will be described as an example of the light emitting device (illumination device) of the present invention. However, the light-emitting device of the present invention may be applied not only to a headlamp but also to a light-emitting device such as an electronic sign or a traffic light equipped with the light-emitting device, and a lighting device.
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、および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。 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 illumination 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.), a searchlight, a projector, and a downlight It may be realized as a room lighting device other than (such as a stand lamp).
<ヘッドランプ1の構成>
図1は、本発明の一実施形態に係るヘッドランプ1の概略構成を示す断面図である。図1に示すように、ヘッドランプ1は、レーザ素子(励起光源)2、レンズ3、発光部4、リフレクタ(反射鏡)5、金属ベース7、支持基板8およびレール(スポット変更機構)9を備えている。
<Configuration of headlamp 1>
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a headlamp 1 according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the headlamp 1 includes a laser element (excitation light source) 2, a lens 3, a light emitting unit 4, a reflector (reflecting mirror) 5, a
本実施形態のヘッドランプ1では、蛍光物質を含む発光部4に励起光としてのレーザ光を照射することにより当該発光部4において蛍光を発生させ、その蛍光を照明光として利用する。ただし、ヘッドランプ1においてレーザ素子2に換えてLEDを励起光源として用いてもよい。
In the headlamp 1 of the present embodiment, the light emitting unit 4 containing a fluorescent material is irradiated with laser light as excitation light to generate fluorescence in the light emitting unit 4 and use the fluorescence as illumination light. However, instead of the
(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半導体レーザである。このレーザ素子2は、複数設けられていてもよい。この場合、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。レーザ素子2を1つのみ用いてもよいが、高出力のレーザ光を得るためには、複数のレーザ素子2を用いる方が容易である。
(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。レーザ素子2のレーザ光は、例えば、近紫外光(例えば、405nm)であるが、レーザ光の波長はこれに限定されず、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。励起光の波長と、発光部4に含まれる蛍光体の種類との組み合わせの具体例については後述する。
The
レーザ素子2から出射されたレーザ光は、スポットとして発光部4に照射される。このスポットが、リフレクタ5の略焦点位置に位置するようにレーザ素子2の配置が規定されている。また、発光部4は、少なくともその一部がリフレクタ5の略焦点位置に配置されている。そのため、レーザ光を受けて発光部4から出射した蛍光は、リフレクタ5の反射面に反射することで、その光路が制御される。
The laser light emitted 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に適切な大きさのスポットとして照射されるように、当該レーザ光の照射範囲を調節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。
(Lens 3)
The lens 3 is a lens for adjusting the irradiation range of the laser light so that the laser light emitted from 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けて蛍光(出射光)を出射する発光素子であり、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。この発光部4は、金属ベース7の表面(リフレクタ5の反射面と対向する対向面)に配置された支持基板8上に設けられており、発光部4の少なくとも一部がリフレクタ5の焦点位置に配置される。
(Light emitting part 4)
The light emitting unit 4 is a light emitting element that receives the laser light emitted from the
図2(a)は、発光部4の位置を変更する機構を示す斜視図であり、図2(b)は、支持基板8の一部を拡大して示した断面図である。図3は、発光部4の構成の一例を示す上面図である。図2(a)および図3に示すように、発光部4は、レーザ素子2から出射された励起光を受けて赤色(第1の色)の蛍光を発する赤色蛍光体(第1蛍光体)を含む赤色蛍光体セル4R(第1蛍光体セル)と、レーザ光を受けて青色(第2の色)の蛍光を発する青色蛍光体(第2蛍光体)を含む青色蛍光体セル4B(第2蛍光体セル)と、レーザ光を受けて緑色(第3の色)の蛍光を発する緑色蛍光体(第3蛍光体)を含む緑色蛍光体セル4G(第3蛍光体セル)とを含んでいる。
FIG. 2A is a perspective view showing a mechanism for changing the position of the light emitting unit 4, and FIG. 2B is a cross-sectional view showing an enlarged part of the
この構成では、3つの蛍光体セルは、1点を中心として放射状に配置されており、各蛍光体セルの大きさ(特に上面の面積)は、各蛍光体の変換効率に応じて調整する。各蛍光体セルから発せられる蛍光を混合することにより白色の照明光が生成される。 In this configuration, the three phosphor cells are arranged radially around one point, and the size of each phosphor cell (especially the area of the upper surface) is adjusted according to the conversion efficiency of each phosphor. White illumination light is generated by mixing the fluorescence emitted from each phosphor cell.
各蛍光体セルは、封止材の内部に蛍光体が分散されているものであってもよく、蛍光体を固めたものであってもよい。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。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。 Each phosphor cell may be one in which the phosphor is dispersed inside the sealing material, or may be one in which the phosphor is solidified. The sealing material of the light emitting unit 4 is, for example, a resin material such as a glass material (inorganic glass or organic-inorganic hybrid glass) or a silicone resin. The sealing material is preferably highly transparent, and when the laser beam has a high output, a material having high heat resistance is preferable.
図4は、発光部4の構成を示す側面断面図である。図3および図4に示すように、互いに異なる種類の蛍光体セルの境界には、隔壁12が形成されている。この隔壁12は、光の透過を妨げるものであり、反射率の高い金属等を含むものである。上記金属として、例えば、Al、Agなどを挙げることができる。隔壁12は、支持基板8と熱的に接続されており、支持基板8および隔壁12を熱伝導性の高い材質で形成することにより、発光部4の蛍光体の熱を逃がすという効果も得られる。
FIG. 4 is a side sectional view showing the configuration of the light emitting unit 4. As shown in FIGS. 3 and 4,
(発光部4の移動機構)
支持基板8は、金属ベース7の表面に配設されたレール9に沿って移動可能である。そのため、支持基板8上に配置された発光部4も移動可能である。レーザ素子2から出射されるレーザ光の光路はリフレクタ5に対して固定されているため、支持基板8を移動させることにより、レーザ光のスポットと発光部4との相対位置関係を変えることができる。
(Movement mechanism of light emitting unit 4)
The
図3に示すように、発光部4は、同一基板上に隣接して配置された3つの蛍光体セル(赤色蛍光体セル4R、緑色蛍光体セル4G、青色蛍光体セル4B)を含んでおり、これら3つの蛍光体セルの並びに対してレーザ光がスポット11として照射される。換言すれば、上記3種類の蛍光体セルは、同一面内方向に配置されており、各蛍光体セルに対して直接的に(他の蛍光体セルを透過せずに)レーザ光が照射される。
As shown in FIG. 3, the light emitting unit 4 includes three phosphor cells (a
発光部4を移動させることにより、発光部4におけるスポット11の位置が変化し、スポット11を形成するレーザ光の光量全体に対する、各蛍光体セルに照射されるレーザ光の割合が変化する。その結果、各蛍光体セルから発せられる蛍光の量がそれぞれ変化し、これらの蛍光の混合体である照明光の色度が変化する。
By moving the light emitting unit 4, the position of the
(蛍光体の具体例)
発光部4に含まれる蛍光体の種類は限定されない。発光部4の蛍光体として、YAG蛍光体、酸窒化物蛍光体(例えば、サイアロン蛍光体)、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)、窒化物蛍光体などを用いることができる。また、レーザ素子など高い出力(および/または光密度)の励起光源を使用する場合には、蛍光体は、レーザ光に対しての熱耐性が高いものが最適である。
(Specific examples of phosphors)
The kind of fluorescent substance contained in the light emission part 4 is not limited. As phosphors of the light emitting section 4, YAG phosphors, oxynitride phosphors (for example, sialon phosphors), III-V compound semiconductor nanoparticle phosphors (for example, indium phosphorus: InP), nitride phosphors, etc. Can be used. In addition, when a high output (and / or light density) excitation light source such as a laser element is used, it is optimal that the phosphor has high heat resistance against laser light.
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セルが含まれている。 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 light emitting unit 4 includes a phosphor cell selected so that the illumination light is white.
例えば、上述したように赤色蛍光体セル、緑色蛍光体セルおよび青色蛍光体セルを発光部4に含め、近紫外(例えば、405nm)のレーザ光を照射すると白色光が発生する。 For example, as described above, when a red phosphor cell, a green phosphor cell, and a blue phosphor cell are included in the light emitting unit 4 and irradiated with near-ultraviolet (for example, 405 nm) laser light, white light is generated.
この場合、赤色蛍光体として、Euを賦活したCaAlSiN3、またはEuを賦活した(Sr,Ca)AlSiN3を用いることができる。 In this case, as the red phosphor, Eu-activated CaAlSiN 3 or Eu-activated (Sr, Ca) AlSiN 3 can be used.
また、緑色蛍光体として、Euを賦活したβサイアロン蛍光体、Ceを賦活したαサイアロン蛍光体、またはEuを賦活したBa3Si6O12N2を用いることができる。 Further, as the green phosphor, a β sialon phosphor activated with Eu, an α sialon phosphor activated with Ce, or Ba 3 Si 6 O 12 N 2 activated with Eu can be used.
また、青色蛍光体として、Ceを賦活したJEM蛍光体、Euを賦活したBaMgAl10O17、またはEuを賦活した(Sr,Ca,Ba,Mg)10(PO4)6Cl2を用いることができる。 Further, as a blue phosphor, a JEM phosphor activated with Ce, BaMgAl 10 O 17 activated with Eu, or (Sr, Ca, Ba, Mg) 10 (PO 4 ) 6 Cl 2 activated with Eu may be used. it can.
また、蛍光体セルは、2種類でもよい。例えば、青色蛍光体セルと黄色蛍光体セルとを含む発光部4を実現してもよい。近紫外のレーザ光を照射する場合、青色蛍光体については、上述の蛍光体を用いることができ、黄色蛍光体については、例えば、Euを賦活したαサイアロン蛍光体を用いることができる。 Two types of phosphor cells may be used. For example, the light emitting unit 4 including a blue phosphor cell and a yellow phosphor cell may be realized. In the case of irradiating near-ultraviolet laser light, the above-described phosphor can be used for the blue phosphor, and for example, an α-sialon phosphor activated with Eu can be used for the yellow phosphor.
ただし、本発明をヘッドランプ以外の照明装置として実現する場合には、照明光を白色にする必要は必ずしもなく、レーザ光と蛍光体との組み合わせは上述のものに限定されない。 However, when the present invention is realized as an illumination device other than the headlamp, the illumination light does not necessarily have to be white, and the combination of the laser light and the phosphor is not limited to the above.
(リフレクタ5)
リフレクタ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。すなわち、リフレクタ5は、発光部4から出射された出射光を反射し、外部へ投光する。このリフレクタ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。
(Reflector 5)
The
リフレクタ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。
The
ただし、リフレクタ5は、放物曲面を含むものに限定されず、楕円ミラーまたは球面ミラーであってもよい。すなわち、リフレクタ5は、円または楕円を、その対称軸を回転軸として回転させることによって形成される曲面を、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てもよい。
However, the
このような形状のリフレクタ5は、発光部4の上面を覆う位置に配置されている。発光部4の上面とは、リフレクタ5の反射面と対向する部分を有する面である。
The
また、レーザ素子2は、リフレクタ5の外部に配置されており、リフレクタ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、発光部4からの蛍光を反射するフィルターを有する透明部材を窓部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
複数のレーザ素子2を設ける場合、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。
When providing a plurality of
(金属ベース7)
金属ベース7は、リフレクタ5の反射面と対向する表面(対向面)を有するとともに、当該対向面において発光部4および支持基板8を支持する。
(Metal base 7)
The
また、金属ベース7は、金属(銅や鉄やアルミニウムなど)からなっており、それゆえ、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。
The
また、金属ベース7の対向面は反射面として機能することが好ましい。上記対向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リフレクタ5へ向かわせることができる。
Moreover, it is preferable that the opposing surface of the
なお、本実施形態では、金属ベース7を金属で構成しているが、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)を含む部材で構成でもよい。
In addition, in this embodiment, although the
(支持基板8)
上述のように、支持基板8は、発光部4を支持する支持部材であり、レーザ光のスポット11に対して発光部4を相対的に移動させる。
(Support substrate 8)
As described above, the
この支持基板8は、1組のレール9に沿って移動可能であり、図2(b)に示すように、レール9の一部を挟持する断面コの字形状の挟持部を、当該支持基板8の縁部に有している。この構成により、支持基板8がレール9から外れにくくなっている。
The
また、支持基板8は、金属(銅や鉄やアルミニウムなど)からなっており、支持基板8の表面は反射面として機能することが好ましい。
The
ただし、金属ベース7に開口部を設け、この開口部を通して、発光部4の底面からレーザ光を照射し、発光部4の上面側から蛍光を出射させる場合には、支持基板8を透光性の部材とする。
However, in the case where an opening is provided in the
(レール9)
レール9は、支持基板8を金属ベース7の対向面上において移動させるための部材である。このレール9の代わりに、金属ベース7の対向面に溝を形成し、この溝に沿って支持基板8を移動させてもよい。
(Rail 9)
The
また、支持基板8を直線的に移動させる必要は必ずしもなく、曲線的に移動させてもよく、回転させてもよい。また、支持基板8を移動させる駆動機構を設けてもよく、ヘッドランプ1の製造者が手動で支持基板8を移動させる構成としてもよい。すなわち、本実施形態のスポット変更機構は、レーザ光のスポット11に対する発光部4の相対位置(より詳細には、スポット11に対する各蛍光体セルの相対位置)を変更可能とするものであればよい。
Further, it is not always necessary to move the
(発光部4の変更例)
発光部4の全体の形状は、特に限定されず、直方体であってもよいし、円柱形状であってもよく、発光部4の大きさも特に限定されない。また、各蛍光体セルの形状、大きさおよび配置も特に限定されない。
(Modification example of the light emitting unit 4)
The overall shape of the light emitting unit 4 is not particularly limited, and may be a rectangular parallelepiped or a cylindrical shape, and the size of the light emitting unit 4 is not particularly limited. Further, the shape, size and arrangement of each phosphor cell are not particularly limited.
図5は、発光部4の変更例を示す上面図である。図5に示すように、赤色蛍光体セル4R、緑色蛍光体セル4Gおよび青色蛍光体セル4Bを一列に配置してもよい。
FIG. 5 is a top view showing a modified example of the light emitting unit 4. As shown in FIG. 5, the
赤色蛍光体は、緑色蛍光体が発する蛍光よりも青色蛍光体が発する蛍光を効率的に吸収するものであり、赤色蛍光体セル4Rと青色蛍光体セル4Bとを近接させると多段励起が起こりやすい。
The red phosphor absorbs the fluorescence emitted by the blue phosphor more efficiently than the fluorescence emitted by the green phosphor, and multistage excitation is likely to occur when the
そこで、多段励起が起こりやすい赤色蛍光体セル4Rと青色蛍光体セル4Bとを離した構成にする(すなわち、両者の間に緑色蛍光体セル4Gを配置する)ことにより、多段励起を抑制することができる。
Therefore, the
また、励起パワー密度が最も高いスポット11の中央に、最も温度耐性の高い蛍光体を含む蛍光体セルを配置し、その両側に温度耐性がそれほど高くない蛍光体を含む蛍光体セルを配置してもよい。すなわち、複数種類の蛍光体セルのうち、最も温度耐性の高い蛍光体を含む蛍光体セルが、スポット11の中心に最も近い位置に配置されている構成にしてもよい。温度耐性の高い蛍光体とは、例えば、温度消光が小さい蛍光体や、熱による劣化が起こりにくい蛍光体である。この構成により、発光部4の発光効率を高めることができる。
In addition, a phosphor cell containing a phosphor having the highest temperature resistance is arranged in the center of the
(ヘッドランプ1の作用効果)
ヘッドランプ1では、発光部4に含まれる複数の蛍光体セルと、励起光としてのレーザ光のスポット11との相対位置関係を変更することができる。この相対位置関係を変更することにより、励起光が各蛍光体セルに当たる面積が変化し、その結果、照明光の色度が変化する。
(Operational effect of the headlamp 1)
In the headlamp 1, the relative positional relationship between the plurality of phosphor cells included in the light emitting unit 4 and the
そのため、ヘッドランプ1の製造後に、当該ヘッドランプ1の照明光の色度を所望のものに調整することが容易にできる。この調整は、手動により発光部4を移動させることによって行われてもよい。また、発光部4の移動を駆動装置(電動モータなど)によって行う構成にすれば、ユーザがヘッドランプ1の照明光を好みの色に調整することが容易になる。 Therefore, it is possible to easily adjust the chromaticity of the illumination light of the headlamp 1 to a desired one after the headlamp 1 is manufactured. This adjustment may be performed by manually moving the light emitting unit 4. Further, if the light emitting unit 4 is moved by a driving device (such as an electric motor), the user can easily adjust the illumination light of the headlamp 1 to a desired color.
異なる蛍光を発する複数種類の蛍光体を混合することによって発光部を製造する方法でも、色度の調整はある程度は可能である。しかし、この場合には、発光部を製造した後に色度の調整をすることは困難である。 Even in a method of manufacturing a light emitting unit by mixing a plurality of types of phosphors that emit different fluorescence, chromaticity can be adjusted to some extent. However, in this case, it is difficult to adjust the chromaticity after manufacturing the light emitting part.
また、複数種類の蛍光体を混合する場合に、これらの蛍光体を均一に混合することは困難である。また、同じ種類の蛍光体でも、蛍光体の粒径は同じではなく、粒径分布が存在する。そのため、同様の製造方法で複数個の発光部を製造したとしても、製造された発光部に励起光を照射して得られる蛍光の色度は互いに異なる可能性が高く、所望の色度の照明光を安定的に得ることは困難である。 In addition, when a plurality of types of phosphors are mixed, it is difficult to mix these phosphors uniformly. Further, even in the same type of phosphor, the particle size of the phosphor is not the same, and there is a particle size distribution. Therefore, even if a plurality of light emitting units are manufactured by the same manufacturing method, the chromaticities of fluorescence obtained by irradiating the manufactured light emitting units with excitation light are likely to be different from each other, and illumination with a desired chromaticity It is difficult to obtain light stably.
これに対して、ヘッドランプ1では、互いに異なる色の蛍光体ごとに蛍光体セルが形成されており、これら複数種類の蛍光体セルに対して照射される励起光の照射面積を変更することにより色度を調整している。 On the other hand, in the headlamp 1, phosphor cells are formed for the phosphors of different colors, and by changing the irradiation area of the excitation light irradiated to the plurality of types of phosphor cells. The chromaticity is adjusted.
そのため、複数種類の蛍光体を混合するときに生じる不均一性の影響はほとんどなく、発光部4に対する励起光の照射位置を変更するだけで容易に色度を調整できる。 Therefore, there is almost no influence of non-uniformity that occurs when a plurality of types of phosphors are mixed, and the chromaticity can be easily adjusted simply by changing the irradiation position of the excitation light on the light emitting unit 4.
(ヘッドランプ1の変更例)
上述のヘッドランプ1では、発光部4を移動させたが、励起光源であるレーザ素子2を移動させてもよい。例えば、レーザ素子2の角度を変更することによりレーザ光の光軸を変化させ、その結果、スポット11と発光部4との相対位置を変化させてもよい。この場合、レーザ素子2の角度を調節する機構がスポット変更機構である。
(Example of changing headlamp 1)
In the above-described headlamp 1, the light emitting unit 4 is moved, but the
ただし、スポット11を移動させた場合には、発光点の位置が変化することになり、リフレクタ5の焦点位置に発光点が位置しなくなる可能性がある。そのため、効率良く配光制御することを考慮すれば、発光部4を移動させる方が好ましい。
However, when the
〔実施の形態2〕
本発明の他の実施形態について図6〜図7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。
[Embodiment 2]
The following will describe another embodiment of the present invention with reference to FIGS. In addition, about the member similar to Embodiment 1, the same code | symbol is attached | subjected and the description is abbreviate | omitted.
図6は、本実施形態に係るヘッドランプ20の構成を示す断面図である。ヘッドランプ20では、発光部4を移動させるための機構(支持基板8およびレール9)は備わっておらず、発光部4に照射されるレーザ光のスポット11の大きさを変化させることによって照明光の色度を変化させる。スポット11の大きさを変化させるために、ヘッドランプ20は、レンズ3の位置を変化させるレンズ位置変更機構(スポット変更機構)21を備えている。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing the configuration of the
レンズ位置変更機構21は、レーザ素子2から出射されるレーザ光の光軸に沿ってレンズ3を移動させ、レーザ素子2とレンズ3との間の距離を変化させる。これによって、発光部4におけるレーザ光のスポット11の大きさを変化させることができる。
The lens
ヘッドランプ20の発光部4として図7に示す発光部4を好適に用いることができる。図7は、ヘッドランプ20に好適に用いることができる発光部4の構成を示す上面図である。図7に示す発光部4では、円柱形状の赤色蛍光体セル4Rの外周に沿って緑色蛍光体セル4Gが配置されており、さらにその外側に青色蛍光体セル4Bが配置されている。
The light emitting unit 4 shown in FIG. 7 can be suitably used as the light emitting unit 4 of the
スポット11の中心は、赤色蛍光体セル4Rの上面の中心と一致しており、スポット11の大きさを変えることにより、主に青色蛍光体セル4Bに照射されるレーザ光の量が変化する。その結果、照明光の色度を調整できる。このように、ヘッドランプ20では、発光部4におけるスポット11の位置を変化させることなく、レンズ3の位置を変化させることにより照明光の色度を調整できる。
The center of the
また、図7に示すように多段励起が起こりやすい赤色蛍光体と青色蛍光体とを離すことにより、多段励起を抑制できる。 Further, as shown in FIG. 7, the multistage excitation can be suppressed by separating the red phosphor and the blue phosphor that are likely to cause multistage excitation.
また、温度消光が起こりにくい蛍光体をスポット11の中心に配置し、温度消光が起こりやすい蛍光体を中心から離れた位置に配置することで、温度消光を抑制し、発光部4の発光効率を高めることができる。
In addition, a phosphor that is less susceptible to temperature quenching is disposed at the center of the
なお、緑色蛍光体セル4Gおよび青色蛍光体セル4Bは、赤色蛍光体セル4Rの周囲の少なくとも一部に配置されていればよく、それぞれが赤色蛍光体セル4Rを環状に取り囲んでいる必要は必ずしもない。
The
また、ヘッドランプ20の発光部4として、図3および図5に示した発光部4を用いてもよい。ただし、図3に示す発光部4を用いる場合には、スポット11の大きさに応じて照明光の色度が変化するように、スポット11の中心を適切に設定する。
Further, the light emitting unit 4 shown in FIGS. 3 and 5 may be used as the light emitting unit 4 of the
(ヘッドランプ20の変更例)
リフレクタ5は、閉じた円形の開口部を有するものであってもよい。この場合、リフレクタ5の頂点付近に形成されたレーザ光入射口を通して、リフレクタ5の略焦点位置に配置された発光部4にレーザ光を照射すればよい。
(Modification example of the headlamp 20)
The
レーザ光のスポット11の大きさは、上記レーザ光入射口の付近に配置されたレンズ3をレンズ位置変更機構21によって移動させることによって変化させることができる。
The size of the
〔実施の形態3〕
本発明の他の実施形態について図8〜10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1〜2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。
[Embodiment 3]
The following will describe another embodiment of the present invention with reference to FIGS. In addition, about the member similar to Embodiment 1-2, the same code | symbol is attached | subjected and the description is abbreviate | omitted.
図8は、発光部4のさらに別の構成を示す上面図である。図8に示す発光部4は、R・G・Bの3色の蛍光体セル4R・4G・4Bが、R,G,Bの順序でマトリクス状に配置されている。このように発光部4を各色の蛍光体セルで細かく仕切ることにより、照明光の色ムラを低減できる。この発光部4は、ヘッドランプ1にもヘッドランプ20にも適用可能である。
FIG. 8 is a top view showing still another configuration of the light emitting unit 4. In the light emitting unit 4 shown in FIG. 8,
また、上述の実施形態と同様に各蛍光体セルの間には隔壁12が形成されていることが好ましい。また、蛍光体の粒径は10μm程度であるため、各蛍光体セルの大きさをそれ以上とする。
Moreover, it is preferable that the
スポット11の径を励起光のピーク強度の1/e2で規定すると、蛍光体セルのサイズは、3色の場合、スポット11の径の1/30以下であり、2色の場合、スポット11の径の1/20以下であることがより好ましい。すなわち、複数種類の蛍光体セルは、スポット11の大きさを基準として規定された基準値以下の大きさを有している。この構成により、複数の色の蛍光体セルを配置することによって生じる色ムラを効果的に低減できる。
When the diameter of the
(発光部4の製造方法)
次に、発光部4を製造する方法の一例について説明する。ここで説明する製造方法は、図8に示した発光部4のみならず、図3および図5の発光部4にも適用できる。
(Manufacturing method of the light emission part 4)
Next, an example of a method for manufacturing the light emitting unit 4 will be described. The manufacturing method described here can be applied not only to the light emitting unit 4 shown in FIG. 8 but also to the light emitting unit 4 of FIGS. 3 and 5.
<フォトリソグラフィー法>
まず、フォトリソグラフィーにより蛍光体をパターンニングする方法について説明する。
<Photolithography method>
First, a method for patterning a phosphor by photolithography will be described.
図9は、フォトリソグラフィーにより蛍光体をパターンニングする方法を説明するための図である。この方法では、まず、基板31の上にレジスト層32を形成する。基板31は、支持基板8(反射板または透明基板)であってもよく、金属ベース7であってもよい。
FIG. 9 is a diagram for explaining a method of patterning a phosphor by photolithography. In this method, first, a resist
そして、フォトマスクを使用して露光および現像することにより、赤色蛍光体セル4Rを形成する予定の領域33におけるレジスト層32を除去する。
Then, the resist
次に、電気泳動による赤色蛍光体の堆積、またはディスペンサを用いた赤色蛍光体の塗布により、赤色蛍光体セル4Rを基板31上に形成する。
Next, the
その後、レジスト層32を除去することで、所望の領域33に赤色蛍光体セル4Rが形成された基板31が得られる。
Thereafter, by removing the resist
同様の処理を緑色蛍光体セル4Gおよび青色蛍光体セル4Bについても行う。
Similar processing is performed for the
<スクリーン印刷法>
スクリーンマスクを予め用意し、このスクリーンマスクの開口部を通して基板31上に目的の蛍光体層を形成する。
<Screen printing method>
A screen mask is prepared in advance, and a target phosphor layer is formed on the
<インクジェット方式>
インクジェットヘッドから蛍光体を基板31上に塗布する。この方法では、マスクを必要とせず直接蛍光体を塗り分けることができ、使用する蛍光体の量を抑えることができる。
<Inkjet method>
A phosphor is applied onto the
<隔壁12の形成方法>
隔壁12は、例えば、フォトリソグラフィー法によって形成できる。図10は、隔壁12の形成方法を説明するための図である。
<Method for Forming
The
まず、基板31の上にレジスト層32を形成する。
First, a resist
そして、フォトマスクを使用して、隔壁12を形成する部分に対してのみ、露光および現像を行う。
Then, using a photomask, exposure and development are performed only on the portion where the
次に、エッチングにより、レジスト層32以外の部分を除去する。
Next, portions other than the resist
さらに、溶剤によって、レジスト層32を完全に除去する。
Further, the resist
なお、基板31に先に隔壁12を形成し、その後、蛍光体層を形成する。
Note that the
〔実施の形態4〕
本発明の他の実施形態について図11〜13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1〜3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。
[Embodiment 4]
The following will describe another embodiment of the present invention with reference to FIGS. In addition, about the member similar to Embodiment 1-3, the same code | symbol is attached | subjected and the description is abbreviate | omitted.
本実施形態では、励起光として青色(450nm)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利用する。一方、発光部4には、黄色蛍光体(または緑色および赤色の蛍光体)を含める。青色の励起光の一部が照明光として外部へ出射され、青色の励起光と黄色(または緑色および赤色)蛍光とを混合することで白色の照明光を生成する。その他の構成は、ヘッドランプ1およびヘッドランプ20と同様である。
In the present embodiment, blue (450 nm) or so-called blue laser light having a peak wavelength in the wavelength range of 440 nm to 490 nm is used as excitation light. On the other hand, the light emitting unit 4 includes a yellow phosphor (or green and red phosphors). Part of the blue excitation light is emitted to the outside as illumination light, and white illumination light is generated by mixing the blue excitation light and yellow (or green and red) fluorescence. Other configurations are the same as those of the headlamp 1 and the
図11は、本実施形態に適用される発光部4の構成を示す上面図である。図11に示すように、本実施形態における発光部4は、間隔をおいて配置された複数の発光部41の集合である。各発光部41には、黄色蛍光体(または緑色および赤色蛍光体)が含まれている。発光部41の数、配置および間隔は特に限定されない。
FIG. 11 is a top view showing a configuration of the light emitting unit 4 applied to the present embodiment. As shown in FIG. 11, the light emitting unit 4 in the present embodiment is a set of a plurality of light emitting
発光部41をヘッドランプ1に適用する場合には、発光部41を支持基板8上に形成すればよい。また、発光部41をヘッドランプ20に適用する場合には、発光部41を金属ベース7に直接形成してもよいし、発光部41を別の基板上に形成し、その基板を金属ベース7に配置してもよい。
When the
青色の励起光と黄色蛍光とを用いる場合には、黄色蛍光体として、YAG蛍光体、またはEu賦活したαサイアロン蛍光体を用いることができる。 When blue excitation light and yellow fluorescence are used, YAG phosphor or Eu-activated α sialon phosphor can be used as the yellow phosphor.
また、青色の励起光と緑色および赤色蛍光体とを用いる場合には、緑色蛍光体としてEuを賦活したβサイアロン蛍光体、Ceを賦活したCa3Sc2Si3O12、Ceを賦活したCaSc2O4、またはEuを賦活したBa3Si6O12N2を用いることができる。また、赤色蛍光体として、Euを賦活したCaAlSiN3、Euを賦活した(Sr,Ca)AlSiN3を用いることができる。 In addition, when blue excitation light and green and red phosphors are used, a β sialon phosphor activated with Eu as a green phosphor, Ca 3 Sc 2 Si 3 O 12 activated with Ce, and CaSc activated with Ce. 2 O 4 or Ba 3 Si 6 O 12 N 2 activated with Eu can be used. Further, as the red phosphor, CaAlSiN 3 activated with Eu and (Sr, Ca) AlSiN 3 activated with Eu can be used.
(色度調整の原理)
発光部41を用いる場合、励起光の一部が照明光として利用される。複数の発光部41とスポット11との相対位置を変更することにより、蛍光に変換される励起光と、蛍光に変換されずに照明光として外部に出射される励起光との割合が変化する。その結果、照明光の色度が変化する。
(Principle of chromaticity adjustment)
When using the
(アイセーフの実現)
発光部41に照射する青色の励起光は、LEDから発せられる光でも、レーザ素子から発せられるレーザ光でも構わない。
(Realization of eye safe)
The blue excitation light applied to the
青色の励起光としてレーザ光を用いる場合には、アイセーフの観点からレーザ光を散乱させることが好ましい。図12は、発光部41の周囲に散乱部42を設ける構成を示す断面図である。
When using laser light as blue excitation light, it is preferable to scatter the laser light from the viewpoint of eye-safety. FIG. 12 is a cross-sectional view showing a configuration in which the
散乱部42は、内部に微粒子を含んでおり、受光したレーザ光を当該微粒子によって乱反射させることにより、レーザ光を散乱する。散乱部42の母材は、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)、シリコーン樹脂などの樹脂材料で構成することができる。ガラス材として低融点ガラスを用いてもよい。例えば、散乱部42は、内部にTiO2の微粒子を重量比30%で含む無機ガラスで構成してもよい。
The
散乱部42に入射したレーザ光の一部は、励起光として発光部41の蛍光体を励起し、他の一部は、散乱部42から出射し、照明光となる。蛍光体を励起しなかったレーザ光は、散乱部42によって散乱されているために、そのコヒーレント性が低下しているとともに、点光源である発光部の大きさが見かけ上拡大されている。その結果、アイセーフを実現することができる。
Part of the laser light incident on the
なお、散乱部42によって発光部41を覆う必要は必ずしもなく、複数の発光部41の間に散乱部42を形成してもよい。
It is not always necessary to cover the
また、レーザ光を散乱させる部材を発光部41の近傍に配置する必要は必ずしもなく、リフレクタ5の開口部に拡散板を設けてもよい。この拡散板によってレーザ光を拡散させることにより、拡散板上の光密度を人の目に安全な値にまで低下させることができる。従って、ヘッドランプ1を外部から見たときに、拡散板を光密度の低い安全な「見かけ上の光源」として機能させることができる。
Further, it is not always necessary to arrange a member that scatters laser light in the vicinity of the
上記拡散板は、ポリカーボネート、ガラスまたはアクリルなどの光透過性を有する材質から構成することができる。 The diffusion plate can be made of a light-transmitting material such as polycarbonate, glass, or acrylic.
また、このような拡散板および/または散乱部42を用いることにより、複数の色の蛍光体を含む蛍光体セルを用いることによって生じる色ムラを低減できるという効果も得られる。そのため、拡散板および/または散乱部42を、図3または図5に示した発光部4を備えるヘッドランプ1およびヘッドランプ20に適用してもよい。
Further, by using such a diffusion plate and / or the scattering
(発光部41の製造方法)
次に発光部41の製造方法について説明する。図13は、発光部41の製造方法を説明するための図である。まず、基板31に蛍光体層34を形成する。
(Method for manufacturing light emitting unit 41)
Next, the manufacturing method of the
次に、蛍光体層34の上にレジスト層32を形成する。そして、フォトマスクを使用して露光および現像することにより、発光部41を形成しない領域におけるレジスト層32を除去する。
Next, a resist
そして、レジスト層32によってマスクされていない蛍光体層34をエッチングした後、レジスト層32を全て除去する。
Then, after etching the
本発明は上述した各実施形態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、異なる実施形態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 various modifications are possible within the scope shown in the claims, and embodiments obtained by appropriately combining technical means disclosed in different embodiments. Is also included in the technical scope of the present invention.
本発明は、発光装置、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、出射光の色度を調整することができる。 The present invention can be applied to a light emitting device, a lighting device, particularly a headlamp for a vehicle or the like, and can adjust the chromaticity of emitted light.
1 ヘッドランプ(発光装置、照明装置、車両用前照灯)
2 レーザ素子(励起光源)
4 発光部
4B 青色蛍光体セル
4G 緑色蛍光体セル
4R 赤色蛍光体セル
8 支持基板(スポット変更機構)
9 レール(スポット変更機構)
11 スポット
12 隔壁
20 ヘッドランプ(発光装置、照明装置、車両用前照灯)
21 レンズ位置変更機構(スポット変更機構)
41 発光部
42 散乱部
1 Headlamp (light emitting device, lighting device, vehicle headlamp)
2 Laser element (excitation light source)
4
9 rails (spot changing mechanism)
11
21 Lens position change mechanism (spot change mechanism)
41
Claims (13)
上記励起光源から出射された励起光を受けて第1の色の蛍光を発する第1蛍光体を含む第1蛍光体セルと、上記励起光を受けて上記第1の色とは異なる第2の色の蛍光を発する第2蛍光体を含む第2蛍光体セルとを含む発光部とを備え、
上記励起光は、上記発光部に対してスポットとして照射され、
上記発光部における上記スポットの位置または大きさを変更可能とするスポット変更機構をさらに備えることを特徴とする発光装置。 An excitation light source that emits excitation light;
A first phosphor cell that includes a first phosphor that emits fluorescence of a first color in response to excitation light emitted from the excitation light source; and a second that is different from the first color in response to the excitation light. A light emitting unit including a second phosphor cell including a second phosphor that emits color fluorescence,
The excitation light is irradiated as a spot to the light emitting unit,
A light-emitting device, further comprising a spot changing mechanism that makes it possible to change the position or size of the spot in the light-emitting unit.
上記第1蛍光体は、上記第3蛍光体が発する蛍光よりも上記第2蛍光体が発する蛍光を効率的に吸収するものであり、
上記第1蛍光体セルと上記第2蛍光体セルとの間に上記第3蛍光体セルが配置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。 The light emitting unit further includes a third phosphor cell including a third phosphor that emits fluorescence of a third color different from the first and second colors,
The first phosphor absorbs the fluorescence emitted by the second phosphor more efficiently than the fluorescence emitted by the third phosphor,
The light emitting device according to claim 1 or 2, wherein the third phosphor cell is disposed between the first phosphor cell and the second phosphor cell.
上記スポット変更機構は、上記スポットの大きさを変化させることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の発光装置。 The second phosphor cell is disposed on at least a part of the periphery of the first phosphor cell,
The light-emitting device according to claim 1, wherein the spot changing mechanism changes a size of the spot.
上記励起光源から出射された励起光を受けて蛍光を発する発光部とを備え、
上記蛍光に加えて上記励起光の一部が出射光として外部へ出射され、
上記励起光は、上記発光部に対してスポットとして照射され、
上記発光部と上記スポットとの相対位置関係または上記スポットの大きさを変更可能とするスポット変更機構をさらに備えることを特徴とする発光装置。 An excitation light source that emits excitation light;
A light emitting unit that emits fluorescence in response to excitation light emitted from the excitation light source,
In addition to the fluorescence, a part of the excitation light is emitted to the outside as emitted light,
The excitation light is irradiated as a spot to the light emitting unit,
A light-emitting device, further comprising a spot changing mechanism capable of changing a relative positional relationship between the light-emitting unit and the spot or a size of the spot.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011162607A JP5797045B2 (en) | 2011-07-25 | 2011-07-25 | Light emitting device, vehicle headlamp and lighting device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011162607A JP5797045B2 (en) | 2011-07-25 | 2011-07-25 | Light emitting device, vehicle headlamp and lighting device |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013026163A true JP2013026163A (en) | 2013-02-04 |
JP2013026163A5 JP2013026163A5 (en) | 2014-09-11 |
JP5797045B2 JP5797045B2 (en) | 2015-10-21 |
Family
ID=47784247
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011162607A Active JP5797045B2 (en) | 2011-07-25 | 2011-07-25 | Light emitting device, vehicle headlamp and lighting device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5797045B2 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104235657A (en) * | 2014-10-16 | 2014-12-24 | 中山火炬开发区伟棋五金厂 | Cylindrical lens annular-distributing type high-brightness ceiling lamp |
KR20160012491A (en) | 2014-07-24 | 2016-02-03 | 에스엘 주식회사 | Lamp for vehicle |
CN105782845A (en) * | 2015-01-14 | 2016-07-20 | 株式会社小糸制作所 | Vehicle Lamp |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101770636B1 (en) | 2016-05-13 | 2017-08-23 | 전영범 | A headlight device for automobile |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010225392A (en) * | 2009-03-23 | 2010-10-07 | Casio Computer Co Ltd | Light source device, and projector |
JP2011065804A (en) * | 2009-09-16 | 2011-03-31 | Sharp Corp | Lighting device, and lighting fixture for vehicle |
JP2011108535A (en) * | 2009-11-19 | 2011-06-02 | Stanley Electric Co Ltd | Light source device and illuminating device |
JP2011129406A (en) * | 2009-12-18 | 2011-06-30 | Stanley Electric Co Ltd | Light source device and lighting system |
JP2011142000A (en) * | 2010-01-07 | 2011-07-21 | Stanley Electric Co Ltd | Light source device and lighting system |
-
2011
- 2011-07-25 JP JP2011162607A patent/JP5797045B2/en active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010225392A (en) * | 2009-03-23 | 2010-10-07 | Casio Computer Co Ltd | Light source device, and projector |
JP2011065804A (en) * | 2009-09-16 | 2011-03-31 | Sharp Corp | Lighting device, and lighting fixture for vehicle |
JP2011108535A (en) * | 2009-11-19 | 2011-06-02 | Stanley Electric Co Ltd | Light source device and illuminating device |
JP2011129406A (en) * | 2009-12-18 | 2011-06-30 | Stanley Electric Co Ltd | Light source device and lighting system |
JP2011142000A (en) * | 2010-01-07 | 2011-07-21 | Stanley Electric Co Ltd | Light source device and lighting system |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20160012491A (en) | 2014-07-24 | 2016-02-03 | 에스엘 주식회사 | Lamp for vehicle |
CN104235657A (en) * | 2014-10-16 | 2014-12-24 | 中山火炬开发区伟棋五金厂 | Cylindrical lens annular-distributing type high-brightness ceiling lamp |
CN105782845A (en) * | 2015-01-14 | 2016-07-20 | 株式会社小糸制作所 | Vehicle Lamp |
CN105782845B (en) * | 2015-01-14 | 2019-04-23 | 株式会社小糸制作所 | Lamps apparatus for vehicle |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP5797045B2 (en) | 2015-10-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8733993B2 (en) | Light emitting device, illumination device, vehicle headlamp, and vehicle | |
US8814405B2 (en) | Light emitting device, vehicle headlamp, and illumination device | |
US9366399B2 (en) | Light emitting device, illumination device, and vehicle headlamp | |
US9863595B2 (en) | Light-emitting unit with optical plate reflecting excitation light and transmitting fluorescent light, and light-emitting device, illumination device, and vehicle headlight including the unit | |
JP5589007B2 (en) | Light emitting device, lighting device, and vehicle headlamp | |
US9291759B2 (en) | Illumination device and vehicle headlight | |
JP6258083B2 (en) | Light emitting unit, light emitting device, lighting device, and vehicle headlamp | |
JP6067629B2 (en) | Light emitting device, lighting device, and vehicle headlamp | |
JP6161877B2 (en) | Light emitting device, vehicle headlamp and lighting device | |
JP6271216B2 (en) | Light emitting unit and lighting device | |
JP2012109209A (en) | Light-emitting device, vehicular headlight, lighting device, and vehicle | |
JP5285038B2 (en) | Light projecting structure and lighting device | |
JP5797045B2 (en) | Light emitting device, vehicle headlamp and lighting device | |
JP5840179B2 (en) | Light emitting device | |
JP2013004481A (en) | Light-emitting device, headlamp for vehicle, and lighting system | |
JP2014170758A (en) | Lighting device and vehicle headlight | |
JP2017025167A (en) | Luminous body, light source device, and lighting device | |
JP5842041B2 (en) | Light emitting device | |
JP6072447B2 (en) | Lighting device and vehicle headlamp | |
JP2013161889A (en) | Light-emitting device, vehicular headlamp, and color adjusting method of light-emitting device | |
JP6085204B2 (en) | Light emitting device | |
JP6305967B2 (en) | Light emitting device, lighting device, and vehicle headlamp | |
JP2018166064A (en) | Lighting device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140724 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20140724 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20150414 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20150615 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20150804 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20150818 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5797045 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |