JP2013089555A - Vehicle lighting fixture - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a vehicle lighting fixture capable of improving distance visibility without reducing the efficiency of using light.SOLUTION: In the vehicle lighting fixture 110, a laser light source device 1 includes a laser light source 10 emitting laser light from a laser emission port, a condenser lens 20 provided toward front of laser light source 10 in a laser emission direction converging the laser light, a phosphor part 40 generating mixed light by mixing the laser light with light having a different wavelength from that of the laser light and emitting it as light source output light, and a light guide part 30 forming a laser light optical path from the laser light source to the condenser lens. An end face 31 of the light guide part forms a reflection surface reflecting the light propagated in the light guide part 30 by total reflection. An optical system 112 generates a projection image so that an image portion formed in correspondence with the end face 31 of the light guide part 30 extends along the cutoff line in a light emitting area of the phosphor part.

Description

本発明は、レーザ光源装置を備えた車両用灯具に関する。   The present invention relates to a vehicular lamp provided with a laser light source device.

車両用灯具においては、十分な強度の光で遠方を照明するために高輝度の光源が要求される。近年においては、青色レーザ光を出射する半導体レーザと、半導体レーザからの青色レーザによって励起されて発光する蛍光体とを組み合わせたレーザ光源装置を備えた車両用灯具が提案されている。   In a vehicular lamp, a high-luminance light source is required to illuminate a distant place with light of sufficient intensity. In recent years, a vehicular lamp has been proposed that includes a laser light source device that combines a semiconductor laser that emits blue laser light and a phosphor that emits light when excited by the blue laser from the semiconductor laser.

例えば特許文献１には、複数の発光部を表面に並列配置した面発光レーザ素子と、該面発光レーザ素子の表面に設けられて該発光部を露出させるマスク開口部を有するマスクと、マスク開口部内に充填された蛍光体と、を含むレーザ光源装置が記載されている。   For example, Patent Document 1 discloses a surface emitting laser element in which a plurality of light emitting units are arranged in parallel on a surface, a mask provided on the surface of the surface emitting laser element and having a mask opening that exposes the light emitting unit, and a mask opening A laser light source device including a phosphor filled in the part is described.

特開２００８−１０２２８号公報JP 2008-10228 A

図１（ａ）は、一般的なレーザダイオード２００から出射されたレーザ光を、その光軸と直交する投影面上に投影したときに当該投影面上に形成されるビームスポットＳｐ１の形状を示す図である。図１（ｂ）は、当該ビームスポットにおける輝度分布を示す図である。ビームスポットＳｐ１は、レーザダイオード２００のｐｎ接合面に対して平行なＸ方向における幅ＡＨが、ｐｎ接合面に対して垂直なＹ方向における幅ＡＶよりも小さい楕円形形状を有している。ビームスポットＳｐ１の光強度分布は、光軸中心における光強度が最も高く、光軸中心から外側に向けて光強度が緩やかに低下する対称型ガウシアン分布となる。 FIG. 1A shows the shape of a beam spot Sp1 formed on a projection surface when laser light emitted from a general laser diode 200 is projected onto a projection surface orthogonal to the optical axis. FIG. FIG. 1B is a diagram showing a luminance distribution in the beam spot. Beam spot Sp1, the width A H in X direction parallel with respect to the pn junction plane of the laser diode 200 has a small oval shape than the width A V in the Y direction perpendicular with respect to the pn junction plane . The light intensity distribution of the beam spot Sp1 is a symmetric Gaussian distribution in which the light intensity at the center of the optical axis is the highest and the light intensity gradually decreases from the center of the optical axis toward the outside.

車両用灯具に用いられるレーザ光源装置においては、このようなガウシアン分布の光強度分布を持つ光を集光レンズを介して蛍光体部に照射することにより白色光を生成する。この場合、白色光の光強度分布も同様にガウシアン分布となり、発光エリアの端部における光強度が相対的に低い。車両用灯具においては、レンズやリフレクタなどの光学系を用いて光源からの光を路面上に投影する。路面上の照度は光源からの距離の２乗に反比例するところ、路面の遠方側を照らす光源端部の輝度が相対的に低い場合には、路面遠方における照度が、車両近傍における照度よりも低くなり、いわゆるカットオフラインと称される明暗境界線が不明瞭となり遠方視認性が低下する。そこで、光源の前方にシェード等の遮光部材を設けて光源からの光を部分的に遮断することにより明暗境界線を明瞭にすることが行われている。しかしながら、この場合、光の利用効率が著しく低下する。   In a laser light source device used for a vehicular lamp, white light is generated by irradiating the phosphor portion with light having such a Gaussian distribution light intensity distribution via a condenser lens. In this case, the light intensity distribution of the white light is similarly a Gaussian distribution, and the light intensity at the end of the light emitting area is relatively low. In a vehicle lamp, light from a light source is projected on a road surface using an optical system such as a lens or a reflector. The illuminance on the road surface is inversely proportional to the square of the distance from the light source. When the luminance of the light source end that illuminates the far side of the road surface is relatively low, the illuminance at the far road surface is lower than the illuminance near the vehicle. Thus, the bright and dark boundary line called so-called cut-off line becomes unclear, and the distance visibility is lowered. Therefore, a light / dark boundary line is made clear by providing a light blocking member such as a shade in front of the light source to partially block light from the light source. However, in this case, the light use efficiency is significantly reduced.

本発明は、上記した点に鑑みてなされたものであり、光の利用効率を低下させることなく遠方視認性を改善することができる車両用灯具を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described points, and an object of the present invention is to provide a vehicular lamp that can improve distance visibility without reducing the light use efficiency.

本発明に係る車両用灯具は、レーザ光源装置と、前記レーザ光源装置から出射される光源出力光を照射方向に向けて投影して照射面上に投影像を形成する光学系と、を含む車両用灯具であって、前記レーザ光源装置は、レーザ出射口からレーザ光を発するレーザ光源と、前記レーザ光源のレーザ出射方向前方に設けられて前記レーザ光を集光する集光レンズと、前記集光レンズの前記レーザ出射方向前方に設けられて前記集光レンズによって集光されたレーザ光を受光して、前記レーザ光と前記レーザ光の波長とは異なる波長の光とを混合した混合光を生成し、これを前記光源出力光として発する波長変換部と、前記レーザ光源から前記集光レンズに至る前記レーザ光の光路を形成する導光部と、を含み、前記導光部は、前記レーザ出射口の外側に前記レーザ光の光軸に沿って延在している端面を有し、前記導光部の端面は、前記導光部内を伝搬する光を反射させる反射面を形成し、前記光学系は、前記波長変換部の発光エリアにおいて前記導光部の端面に対応して形成される発光エリア端部に対応する像部分がカットオフラインに沿って伸長するように前記投影像を形成することを特徴としている。   A vehicle lamp according to the present invention includes a laser light source device and an optical system that projects light source output light emitted from the laser light source device in an irradiation direction to form a projection image on an irradiation surface. The laser light source device includes: a laser light source that emits laser light from a laser emission port; a condensing lens that is provided in front of the laser light source in the laser emission direction and condenses the laser light; and A laser beam that is provided in front of the laser emission direction of the optical lens and receives the laser beam condensed by the condenser lens, and mixed light obtained by mixing the laser beam and light having a wavelength different from the wavelength of the laser beam. A wavelength conversion unit that generates and emits the light source output light as the light source output light, and a light guide unit that forms an optical path of the laser light from the laser light source to the condenser lens, and the light guide unit includes the laser Of exit An end face extending along the optical axis of the laser light on the side, the end face of the light guide portion forms a reflection surface that reflects light propagating in the light guide portion, and the optical system The projected image is formed so that an image portion corresponding to an end portion of the light emitting area formed corresponding to an end face of the light guide portion in the light emitting area of the wavelength conversion portion extends along a cutoff line. It is said.

また、本発明に係る他の車両用灯具は、レーザ光源装置と、前記レーザ光源装置から出射される光源出力光を照射方向に向けて投影して照射面上に投影像を形成する光学系と、を含む車両用灯具であって、前記光源装置は、レーザ出射口からレーザ光を発するレーザ光源と、前記レーザ光源のレーザ出射方向前方に設けられて前記レーザ光を受光して、前記レーザ光と前記レーザ光の波長とは異なる波長の光とを混合した混合光を生成し、これを前記光源出力光として発する波長変換部と、前記レーザ光源から前記波長変換部に至る前記レーザ光の光路を形成する導光部と、を含み、前記導光部は、前記レーザ出射口の外側に前記レーザ光の光軸に沿って延在している端面を有し、前記導光部の端面は、前記導光部内を伝搬する光を反射させる反射面を形成し、前記光学系は、前記波長変換部の発光エリアにおいて前記導光部の端面に対応して形成される発光エリア端部に対応する像部分がカットオフラインに沿って伸長するように前記投影像を形成することを特徴としている。   Further, another vehicular lamp according to the present invention includes a laser light source device and an optical system that projects light source output light emitted from the laser light source device in an irradiation direction to form a projection image on an irradiation surface. The light source device includes a laser light source that emits laser light from a laser emission port, and is provided in front of the laser emission direction of the laser light source, receives the laser light, and receives the laser light. And a wavelength conversion unit that generates mixed light that has a wavelength different from the wavelength of the laser light and emits the mixed light as the light source output light, and an optical path of the laser light from the laser light source to the wavelength conversion unit A light guide part, and the light guide part has an end surface extending along the optical axis of the laser light outside the laser emission port, and the end surface of the light guide part is Reflecting light propagating in the light guide A reflecting surface is formed, and the optical system is configured such that an image portion corresponding to an end portion of the light emitting area formed corresponding to an end surface of the light guide portion in the light emitting area of the wavelength conversion portion extends along a cut-off line. And forming the projection image.

本発明に係る車両用灯具によれば、導光部内を伝搬するレーザ光は、光軸と平行な導光部の端面で全反射により反射される。導光部の端面で折り返された光は、波長変換部の受光面上に形成されるビームスポット上に重ねられる。これにより、波長変換部の発光エリアにおいて導光部の端面に対応して形成される発光エリア端部の輝度を高めることができる。光学系は、該発光エリア端部に対応する像部分がカットオフラインに沿って伸長するように投影像を形成するので、カットオフライン近傍の照度を高めることができ、遠方視認性に優れた配光パターンを形成することができる。また、シェード等の遮光部材を用いずともカットオフラインを挟んだ明部と暗部の明暗差を明瞭とすることができるので、光源からの光の利用効率を従来よりも高めることが可能となる。   According to the vehicular lamp according to the present invention, the laser light propagating in the light guide is reflected by total reflection at the end face of the light guide parallel to the optical axis. The light folded back at the end surface of the light guide unit is superimposed on a beam spot formed on the light receiving surface of the wavelength conversion unit. Thereby, the brightness | luminance of the light emission area edge part formed corresponding to the end surface of a light guide part in the light emission area of a wavelength conversion part can be raised. The optical system forms a projected image so that the image portion corresponding to the edge of the light emitting area extends along the cut-off line, so that the illuminance near the cut-off line can be increased and light distribution with excellent distance visibility A pattern can be formed. Further, since the difference in brightness between the bright part and the dark part sandwiching the cut-off line can be made clear without using a light shielding member such as a shade, it is possible to increase the light use efficiency from the light source as compared with the prior art.

図１（ａ）は、一般的なレーザダイオードから出射されたレーザ光により形成されるビームスポットを示す図である。図１（ｂ）は、当該ビームスポットにおける輝度分布を示す図である。FIG. 1A is a diagram showing a beam spot formed by laser light emitted from a general laser diode. FIG. 1B is a diagram showing a luminance distribution in the beam spot. 本発明の実施例１に係るレーザ光源装置１の斜視図である。It is a perspective view of the laser light source apparatus 1 which concerns on Example 1 of this invention. 図３（ａ）は、本発明の実施例１に係るレーザ光源装置の断面図である。図３（ｂ）は、本発明の実施例に係るレーザダイオードの斜視図である。FIG. 3A is a cross-sectional view of the laser light source apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 3B is a perspective view of the laser diode according to the embodiment of the present invention. 図４（ａ）および図４（ｂ）は、それぞれ、本発明の実施例および比較例に係る構成の導光部の内部を伝搬するレーザ光の進路、蛍光体部の受光面に形成されるビームスポットの形状およびビームスポットにおける光強度分布を並べて表示した図である。4 (a) and 4 (b) are formed on the light receiving surface of the phosphor portion and the path of the laser beam propagating through the light guide portion having the configuration according to the example and the comparative example of the present invention, respectively. It is the figure which displayed the shape of the beam spot and the light intensity distribution in the beam spot side by side. 図５は、本発明の実施例に係るレーザ光源装置を備えたダイレクトプロジェクション型の車両用灯具の構成を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a configuration of a direct projection type vehicular lamp including the laser light source device according to the embodiment of the present invention. 図６は、本発明の実施例に係る車両用灯具により形成される配光パターンを示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a light distribution pattern formed by the vehicular lamp according to the embodiment of the present invention. 図７（ａ）は、本発明の実施例に係る車両用灯具を車両に設置して路面を照射した場合の路面上における等照度曲線である。図７（ｂ）は、比較例に係る等照度曲線である。FIG. 7A is an isoilluminance curve on the road surface when the vehicular lamp according to the embodiment of the present invention is installed in the vehicle and the road surface is irradiated. FIG. 7B is an isoluminance curve according to the comparative example. 図８（ａ）は、本実施例に係るレーザ光源装置において、光軸中心と導光部の端面との間の距離Ｗを変化させたときの、蛍光体部の受光面に形成されるビームスポットの光強度分布を示す図である。図８（ｂ）は、ビームスポットの端部における光強度Ｉｅと光軸中心位置における光強度Ｉｃとの比Ｉｅ／Ｉｃと、光軸中心と導光部の端面との間の距離Ｗと、の関係を示す図である。FIG. 8A shows a beam formed on the light receiving surface of the phosphor portion when the distance W between the optical axis center and the end surface of the light guide portion is changed in the laser light source apparatus according to the present embodiment. It is a figure which shows light intensity distribution of a spot. FIG. 8B shows the ratio Ie / Ic between the light intensity Ie at the end of the beam spot and the light intensity Ic at the optical axis center position, and the distance W between the optical axis center and the end face of the light guide unit, It is a figure which shows the relationship. 光軸中心と導光部の端面との間の距離Ｗの好ましい範囲を示す図である。It is a figure which shows the preferable range of the distance W between an optical axis center and the end surface of a light guide part. 図１０（ａ）および図１０（ｂ）は、それぞれ、本発明の実施例２に係るレーザ光源装置の構成を示す斜視図および断面図である。FIGS. 10A and 10B are a perspective view and a cross-sectional view, respectively, showing the configuration of the laser light source apparatus according to the second embodiment of the present invention. 図１１は、本発明の実施例３に係るレーザ光源装置３の構成を示す断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view illustrating the configuration of the laser light source device 3 according to the third embodiment of the invention. 図１２（ａ）および図１２（ｂ）は、それぞれ、本発明の実施例４に係るレーザ光源装置４の構成を示す斜視図および断面図である。FIGS. 12A and 12B are a perspective view and a cross-sectional view, respectively, showing the configuration of the laser light source device 4 according to Embodiment 4 of the present invention. 図１３（ａ）および図１３（ｂ）は、本発明の実施例に係るレーザ光源装置を備えたリフレクタ型の車両用灯具の構成を示す図である。FIGS. 13A and 13B are diagrams showing the configuration of a reflector-type vehicular lamp including the laser light source device according to the embodiment of the present invention. 図１４は、本発明の実施例に係る車両用灯具により形成される配光パターンを示す図である。FIG. 14 is a diagram showing a light distribution pattern formed by the vehicular lamp according to the embodiment of the present invention. 図１５は、本発明の実施例に係るレーザ光源装置を備えたプロジェクタ型の車両用灯具の構成を示す図である。FIG. 15 is a diagram illustrating a configuration of a projector-type vehicular lamp including the laser light source device according to the embodiment of the present invention. 図１６は、リフレクタの焦点距離と光源の投影像との関係を示す図である。FIG. 16 is a diagram illustrating the relationship between the focal length of the reflector and the projected image of the light source.

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。尚、以下に示す図において、実質的に同一又は等価な構成要素、部分には同一の参照符を付している。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the drawings shown below, substantially the same or equivalent components and parts are denoted by the same reference numerals.

（実施例１）
図２は、本発明の実施例１に係るレーザ光源装置１の斜視図である。図３（ａ）は、レーザ光源装置１の主要部分の断面図である。図３（ｂ）は、半導体レーザ１０を構成するレーザダイオード１２の斜視図である。 Example 1
FIG. 2 is a perspective view of the laser light source device 1 according to the first embodiment of the invention. FIG. 3A is a cross-sectional view of the main part of the laser light source device 1. FIG. 3B is a perspective view of the laser diode 12 constituting the semiconductor laser 10.

半導体レーザ１０は、光源となるレーザ光を生成するデバイスである。半導体レーザ１０は、ヒートシンク１１、ヒートシンク１１上に搭載されたレーザダイオード１２、ヒートシンク１１に接続されたリード１３などにより構成される。レーザダイオード１２は、例えばＧａＮ等の窒化物半導体層を含み、波長４５０ｎｍ前後の青色レーザ光をレーザ出射端面のレーザ出射口１２ａから出射する。尚、レーザ出射口１２ａの幅は、例えば１００μｍ程度である。   The semiconductor laser 10 is a device that generates laser light serving as a light source. The semiconductor laser 10 includes a heat sink 11, a laser diode 12 mounted on the heat sink 11, leads 13 connected to the heat sink 11, and the like. The laser diode 12 includes, for example, a nitride semiconductor layer such as GaN, and emits blue laser light having a wavelength of around 450 nm from the laser emission port 12a on the laser emission end face. The width of the laser emission port 12a is, for example, about 100 μm.

集光レンズ２０は、半導体レーザ１０のレーザ出射方向前方に設けられ、レーザ光を受光する。集光レンズ２０は、半導体レーザ１０から出射されたレーザ光を集光してレーザ蛍光体部４０の受光面にビームスポットを形成する。   The condenser lens 20 is provided in front of the laser emission direction of the semiconductor laser 10 and receives laser light. The condensing lens 20 condenses the laser light emitted from the semiconductor laser 10 to form a beam spot on the light receiving surface of the laser phosphor portion 40.

導光部３０は、半導体レーザ１０から集光レンズ２０に至るレーザ光の光路を形成する光透過性部材である。すなわち、導光部３０は半導体レーザ１０と集光レンズ２０との間の空間を充たしており、半導体レーザ１０から出射された光は導光部３０内に入射して、導光部３０内を伝搬して集光レンズ２０に至る。導光部３０は、外部空間を充たす空気よりも高い屈折率を有する材料、例えばガラスまたは樹脂などにより構成することができる。半導体レーザ１０および集光レンズ２０は、図２および図３（ａ）に示すように、その一部が導光部３０に埋め込まれていてもよい。   The light guide unit 30 is a light transmissive member that forms an optical path of laser light from the semiconductor laser 10 to the condenser lens 20. That is, the light guide unit 30 fills a space between the semiconductor laser 10 and the condenser lens 20, and light emitted from the semiconductor laser 10 enters the light guide unit 30, and enters the light guide unit 30. Propagate to the condenser lens 20. The light guide unit 30 can be made of a material having a higher refractive index than air filling the external space, such as glass or resin. The semiconductor laser 10 and the condenser lens 20 may be partially embedded in the light guide 30 as shown in FIGS.

導光部３０は、レーザ出射口１２ａよりも外側であり且つレーザ光の光軸に平行な端面３１を有する。すなわち、導光部の端面３１は、レーザ光の光軸に沿って延在している。導光部の端面３１は、光軸中心ＡＸの近傍に配置することが好ましく、例えば光軸中心ＡＸからの距離Ｗが１５０μｍとなる位置に配置される。光軸中心ＡＸと導光部の端面３１との間の距離Ｗがゼロとなった場合には、レーザ出射口１２ａから出射される光の約半分が導光部３０の外側に漏出することになる。このような光の漏出が生じることなくレーザ出射口１２ａから出射された全ての光を導光部３０内に取り込めるように、導光部３０は、レーザ出射口１２ａと完全にオーバラップしている。すなわち、導光部の端面３１は、レーザ出射口１２ａの外側に位置している。また、導光部の端面３１は、レーザダイオード１２のｐｎ接合面と直交していることが好ましい。導光部３０は、図２に示すように四面体形状を有していてもよい。また、光軸を挟んで端面３１と反対側の領域に広がるレーザ光が反射を介して集光レンズ２０に到達することは、好ましくない。そこで、反射光を生じさせないようにするため、導光部の端面３１に対向する面は、光吸収膜を設けるなどの反射防止加工を施すか、端面３１に対向する面が光軸から５ｍｍ以上離れていることが好ましい。集光レンズ２０は、導光部の端面３１の位置まで延在しており、導光部の端面３１近傍に到来する光を取り込めるようになっている。   The light guide 30 has an end face 31 that is outside the laser emission port 12a and parallel to the optical axis of the laser light. In other words, the end surface 31 of the light guide portion extends along the optical axis of the laser light. The end face 31 of the light guide is preferably disposed in the vicinity of the optical axis center AX, and is disposed, for example, at a position where the distance W from the optical axis center AX is 150 μm. When the distance W between the optical axis center AX and the end face 31 of the light guide is zero, about half of the light emitted from the laser emission port 12a leaks outside the light guide 30. Become. The light guide unit 30 completely overlaps the laser output port 12a so that all light emitted from the laser output port 12a can be taken into the light guide unit 30 without such light leakage. . That is, the end surface 31 of the light guide is located outside the laser emission port 12a. Moreover, it is preferable that the end surface 31 of the light guide part is orthogonal to the pn junction surface of the laser diode 12. The light guide 30 may have a tetrahedral shape as shown in FIG. Further, it is not preferable that the laser light spreading in the region opposite to the end face 31 across the optical axis reaches the condenser lens 20 through reflection. Therefore, in order not to generate reflected light, the surface facing the end surface 31 of the light guide unit is subjected to antireflection processing such as providing a light absorption film, or the surface facing the end surface 31 is 5 mm or more from the optical axis. It is preferable that they are separated. The condensing lens 20 extends to the position of the end surface 31 of the light guide unit, and can capture the light arriving near the end surface 31 of the light guide unit.

本発明の波長変換部に対応する蛍光体部４０は、集光レンズ２０のレーザ出射方向前方側の焦点の近傍に設けられ、集光レンズ２０によって集光されたレーザ光をその受光面において受光する。蛍光体部４０は、例えば、シリコーン樹脂等の光透過性樹脂からなるバインダにＹＡＧ：Ｃｅ蛍光体を分散させて構成される。蛍光体部４０は、半導体レーザ１０から出射される波長４５０ｎｍ前後の青色光を吸収して、これを例えば波長５６０ｎｍ前後に発光ピークを持つ黄色光に変換して出力する。蛍光体部４０により波長変換された黄色光と、波長変換されずに蛍光体部４０を透過した青色光が混ざることにより、蛍光体部４０の光放出面からは白色光が放出される。尚、蛍光体部４０は、波長変換に伴って生じる熱を拡散するための放熱板に接合されていてもよい。   The phosphor part 40 corresponding to the wavelength conversion part of the present invention is provided in the vicinity of the focal point of the condenser lens 20 on the front side in the laser emission direction, and receives the laser light condensed by the condenser lens 20 on its light receiving surface. To do. The phosphor part 40 is configured, for example, by dispersing a YAG: Ce phosphor in a binder made of a light transmissive resin such as a silicone resin. The phosphor part 40 absorbs blue light having a wavelength of around 450 nm emitted from the semiconductor laser 10 and converts it into, for example, yellow light having an emission peak around a wavelength of 560 nm. White light is emitted from the light emission surface of the phosphor part 40 by mixing the yellow light wavelength-converted by the phosphor part 40 and the blue light transmitted through the phosphor part 40 without wavelength conversion. The phosphor portion 40 may be joined to a heat radiating plate for diffusing heat generated with wavelength conversion.

図４（ａ）は、本発明に係る導光部３０内を伝搬するレーザ光の進路、蛍光体部４０の受光面に形成されるビームスポット（発光エリア）Ｓｐの形状およびビームスポットＳｐにおける光強度分布を並べて表示したものである。一方、図４（ｂ）は導光部の端面が、光軸中心ＡＸから十分離れたところに位置している比較例に係る構成の導光部を用いた場合における蛍光体部４０の受光面に形成されるビームスポット（発光エリア）Ｓｐ１の形状およびビームスポットＳｐ１における光強度分布を並べて表示したものである。図４（ｂ）に示される比較例において、レーザ光は導光部の端面で反射することなく集光レンズ２０に到達する。この場合、ビームスポット（発光エリア）Ｓｐ１およびその光強度分布は図１に示した従来のものと同一となる。すなわち、ビームスポットＳｐ１の形状は楕円形のままであり、その光強度の変化は緩やかである。一方、図４（ａ）に示される本発明の実施例に係る構成の導光部３０を用いた場合、半導体レーザ１０から出射されたレーザ光は、光軸中心ＡＸを中心として広がりながら導光部３０内を伝搬する。導光部３０は、外部空間を充たす空気よりも屈折率の高い材料で構成されているので、導光部の端面３１に臨界角以上の角度で入射するレーザ光は、導光部の端面３１で全反射により反射される。尚、導光部３０を構成する光透過性部材の屈折率を１．４５、空気の屈折率を１．０とした場合、臨界角は４１．８°となる。導光部の端面３１は、光軸中心ＡＸと平行であり且つ光軸中心ＡＸの近傍に配置されるので、導光部の端面３１に直接入射するほぼ全ての光線は端面３１で全反射によって反射される。従って、導光部の端面３１から外部に放射される光は殆どない。   FIG. 4A shows the path of laser light propagating through the light guide 30 according to the present invention, the shape of the beam spot (light emitting area) Sp formed on the light receiving surface of the phosphor portion 40, and the light at the beam spot Sp. The intensity distribution is displayed side by side. On the other hand, FIG. 4B shows the light receiving surface of the phosphor 40 in the case where the light guide having the configuration according to the comparative example in which the end surface of the light guide is located sufficiently away from the optical axis center AX. The shape of the beam spot (light emitting area) Sp1 and the light intensity distribution at the beam spot Sp1 are displayed side by side. In the comparative example shown in FIG. 4B, the laser light reaches the condenser lens 20 without being reflected by the end face of the light guide. In this case, the beam spot (light emitting area) Sp1 and its light intensity distribution are the same as those of the conventional one shown in FIG. That is, the shape of the beam spot Sp1 remains elliptical, and the change in the light intensity is gentle. On the other hand, when the light guide unit 30 having the configuration according to the embodiment of the present invention shown in FIG. 4A is used, the laser light emitted from the semiconductor laser 10 is guided while spreading around the optical axis center AX. Propagates within the unit 30. Since the light guide unit 30 is made of a material having a higher refractive index than air filling the external space, the laser light incident on the end surface 31 of the light guide unit at an angle greater than the critical angle is used as the end surface 31 of the light guide unit. It is reflected by total reflection. When the refractive index of the light transmissive member constituting the light guide unit 30 is 1.45 and the refractive index of air is 1.0, the critical angle is 41.8 °. Since the end surface 31 of the light guide is parallel to the optical axis center AX and is disposed in the vicinity of the optical axis center AX, almost all light rays directly incident on the end surface 31 of the light guide are totally reflected by the end surface 31. Reflected. Therefore, almost no light is radiated to the outside from the end face 31 of the light guide section.

蛍光体部４０の受光面には、半導体レーザ１０からの直接光線と、導光部の端面３１で反射された反射光線とが重なってビームスポット（発光エリア）Ｓｐが形成される。このように、導光部の端面３１での光を折り返すことにより形成されるビームスポット（発光エリア）Ｓｐの形状は、楕円形の一部を導光部の端面３１に対応するラインで切り欠いた形状となる。より具体的には、導光部の端面３１を光軸と平行且つレーザダイオード１２のｐｎ接合面に対して垂直に配置したことにより、ビームスポットＳｐの形状は、楕円形をその長軸と平行なラインでカットしたような細長い形状となる。以下において、この導光部の端面３１によってもたらされるビームスポット（発光エリア）Ｓｐのカットラインを折り返しラインＴＬと称することとする。このように、ビームスポットＳｐは、直接光線と反射光線との重ね合わせにより形成されるので、ビームスポット（発光エリア）Ｓｐ内における光強度が増加する。特に、ビームスポット（発光エリア）Ｓｐの端部すなわち折り返しラインＴＬ近傍における光強度の増加が顕著となる。例えば、半値全角θＨが１６°のレーザ光を使用する場合、導光部の端面３１を光軸中心ＡＸからの距離Ｗが１５０μｍ程度となる位置に配置することにより、半導体レーザ１０から出射されるレーザ光の約半分が、導光部の端面３１で折り返され、ビームスポットＳｐの折り返しラインＴＬ上（すなわち発光エリア端部）に光強度のピークを形成することができ、しかもピーク強度を通常の約２倍にまで高めることができる。蛍光体部４０は、その受光面に形成されるビームスポットＳｐの光強度分布に応じた光強度分布を有する白色光を光放出面から放出する。このように、本実施例に係るレーザ光源装置１によれば、発光エリア端部である折り返しラインＴＬに向かって急峻に光強度が増大する輝度勾配を持つ光を生成することが可能となる。 On the light receiving surface of the phosphor portion 40, a direct beam from the semiconductor laser 10 and a reflected beam reflected by the end surface 31 of the light guide unit overlap to form a beam spot (light emitting area) Sp. As described above, the shape of the beam spot (light emitting area) Sp formed by turning back the light at the end surface 31 of the light guide part is cut out at a line corresponding to the end face 31 of the light guide part. The shape becomes. More specifically, by arranging the end face 31 of the light guide portion parallel to the optical axis and perpendicular to the pn junction surface of the laser diode 12, the beam spot Sp has an elliptical shape parallel to its long axis. It becomes a long and narrow shape as if it was cut with a straight line. Hereinafter, the cut line of the beam spot (light emitting area) Sp provided by the end face 31 of the light guide unit will be referred to as a folding line TL. Thus, since the beam spot Sp is formed by superimposing the direct ray and the reflected ray, the light intensity in the beam spot (light emitting area) Sp increases. In particular, the increase in light intensity becomes remarkable at the end of the beam spot (light emitting area) Sp, that is, in the vicinity of the turn-back line TL. For example, when a laser beam having a full width at half maximum θ H of 16 ° is used, the end surface 31 of the light guide is arranged at a position where the distance W from the optical axis center AX is about 150 μm, and is emitted from the semiconductor laser 10. About half of the laser light to be reflected is folded at the end face 31 of the light guide, and a peak of light intensity can be formed on the folding line TL of the beam spot Sp (that is, the end of the light emitting area). Can be increased to about twice as much. The phosphor portion 40 emits white light having a light intensity distribution corresponding to the light intensity distribution of the beam spot Sp formed on the light receiving surface from the light emitting surface. As described above, according to the laser light source device 1 according to the present embodiment, it is possible to generate light having a luminance gradient in which the light intensity sharply increases toward the turn-up line TL that is the end of the light emitting area.

図５は、上記した本発明の実施例に係るレーザ光源装置１を光源として備えた所謂ダイレクトプロジェクション型の車両用灯具１００の構成を示す図である。レーザ光源装置１は、導光部の端面３２が、鉛直方向下方を向くように配置される。非球面レンズ１０１は、レーザ光源装置１の投光方向前方に配置されている。レーザ光源装置１の蛍光体部４０から光源出力光として放射される白色光は、非球面レンズ１０１に直接照射される。非球面レンズ１０１は、レーザ光源装置１から放射された光の像を上下反転させて投光方向前方に拡大投影する。   FIG. 5 is a diagram showing a configuration of a so-called direct projection type vehicular lamp 100 provided with the laser light source device 1 according to the embodiment of the present invention as a light source. The laser light source device 1 is arranged so that the end face 32 of the light guide portion faces downward in the vertical direction. The aspheric lens 101 is disposed in front of the laser light source device 1 in the light projecting direction. White light emitted as light source output light from the phosphor portion 40 of the laser light source device 1 is directly applied to the aspherical lens 101. The aspheric lens 101 enlarges and projects an image of the light emitted from the laser light source device 1 upside down and forward in the light projecting direction.

図６は、車両用灯具１００からの光を投光方向前方に設置されたスクリーンＳｃ上に照射したときのスクリーンＳｃ上に形成される配光パターンＰ１を示す図である。尚、図６において、Ｈは水平線、Ｖは鉛直線であり、破線は投光方向前方に向けて伸びる仮想路面である。対向車線側のカットオフラインが自車線側のカットオフラインよりも鉛直方向下方に位置することによりすれ違いビームに適した配光パターンＰ１が形成される。車両用灯具１００を構成する非球面レンズ１０１は、図４（ａ）に示すビームスポットＳｐの折り返しラインＴＬに対応する像部分ＴＬ´が、カットオフラインＣＬに沿うようにスクリーン上に複数の投影像ｑ１を形成する。本実施例に係るレーザ光源装置１によれば、ビームスポット（発光エリア）Ｓｐにおいて、光強度のピークは折り返しラインＴＬ上に存在するので、カットオフラインＣＬの近傍に照度ピークが形成される。すなわち、カットオフラインＣＬの近傍が最も明るく、鉛直方向下方に向けて照度が低下する配光パターンＰ１が形成される。更に、ビームスポット（発光エリア）Ｓｐの折り返しラインＴＬでは、光の折り返しの効果により従来のピーク強度の約２倍の光強度が得られる故、カットオフラインＣＬ近傍の照度を従来よりも高めることができる。その結果、カットオフラインＣＬを挟んだ明部と暗部の明暗差がより明瞭な配光パターンＰ１が形成される。   FIG. 6 is a diagram showing a light distribution pattern P1 formed on the screen Sc when the light from the vehicle lamp 100 is irradiated onto the screen Sc installed in front of the light projecting direction. In FIG. 6, H is a horizontal line, V is a vertical line, and a broken line is a virtual road surface extending forward in the light projecting direction. A light distribution pattern P1 suitable for a passing beam is formed by the cut-off line on the opposite lane side being positioned vertically below the cut-off line on the own lane side. The aspherical lens 101 constituting the vehicular lamp 100 has a plurality of projected images on the screen such that the image portion TL ′ corresponding to the folding line TL of the beam spot Sp shown in FIG. q1 is formed. According to the laser light source device 1 according to the present embodiment, in the beam spot (light emitting area) Sp, the light intensity peak exists on the turn-up line TL, and therefore an illuminance peak is formed in the vicinity of the cutoff line CL. That is, the light distribution pattern P1 in which the vicinity of the cutoff line CL is brightest and the illuminance decreases downward in the vertical direction is formed. Furthermore, since the light intensity is about twice that of the conventional peak intensity due to the effect of light folding, the illuminance in the vicinity of the cut-off line CL can be increased more than before in the folding line TL of the beam spot (light emitting area) Sp. it can. As a result, a light distribution pattern P1 in which the brightness difference between the bright part and the dark part across the cut-off line CL is clearer is formed.

図７（ａ）は、車両用灯具１００を車両に設置して路面を照射した場合の路面上における等照度曲線である。比較例として示される図７（ｂ）は、ガウシアン分布となる光強度分布を有する光を集光レンズを介して蛍光体に照射して白色光を得る従来の光源装置を用いた車両用灯具を備えた車両における等照度曲線である。本実施例に係るレーザ光源装置を備えた車両用灯具１００によれば、上記したように、カットオフラインＣＬ近傍の照度を従来よりも高めることができるので、従来よりも等照度曲線を遠方側に延ばすことができ、遠方視認性が大幅に改善される。路面上の照度は光源からの距離の２乗に反比例するところ、発光エリア端部である折り返しラインＴＬ上に光強度ピークを持つ光源を使用することにより、遠方における照度低下を低減する効果が得られる。つまり、レーザ光源装置１は、折り返しラインＴＬに向かって光強度が急峻に高くなる輝度分布を有する光源を構成しているので、車両近傍から遠方に亘る路面上を略均一な照度で照らすことが可能となり、夜間走行の安全性を向上することができる。   FIG. 7A is an isoilluminance curve on the road surface when the vehicular lamp 100 is installed in the vehicle and the road surface is irradiated. FIG. 7B shown as a comparative example shows a vehicular lamp using a conventional light source device that obtains white light by irradiating a phosphor with a light having a light intensity distribution having a Gaussian distribution through a condenser lens. It is an isoillumination curve in the equipped vehicle. According to the vehicular lamp 100 provided with the laser light source device according to the present embodiment, as described above, the illuminance near the cutoff line CL can be increased more than before, so that the isoilluminance curve is made farther than before. It can be extended and far visibility is greatly improved. The illuminance on the road surface is inversely proportional to the square of the distance from the light source. By using a light source having a light intensity peak on the folding line TL that is the end of the light emitting area, an effect of reducing a decrease in illuminance at a distance can be obtained It is done. That is, since the laser light source device 1 constitutes a light source having a luminance distribution in which the light intensity sharply increases toward the turn-up line TL, it is possible to illuminate the road surface extending from the vicinity of the vehicle to a distance with a substantially uniform illuminance. This makes it possible to improve nighttime safety.

本発明の実施例に係るレーザ光源装置１において、導光部の端面３１の配置について以下に説明する。   In the laser light source device 1 according to the embodiment of the present invention, the arrangement of the end surface 31 of the light guide unit will be described below.

導光部３０の端面３１は、半導体レーザ１０から出射されるレーザ光の光軸と平行であり且つレーザダイオード１２のｐｎ接合面と垂直となるように配置される。一般的に、ビームスポット形状は図１に示すように楕円形を有しているので、ｐｎ接合面に対して垂直な向きに導光部の端面３１を配置することにより、端面３１でレーザ光を折り返した場合に細長い形状のビームスポットを形成することができる。すなわち、従来のフィラメントを用いた光源と同様の細長い発光形状を得ることができる。これにより、レーザ光源装置１を車両用灯具に用いる場合に、配光設計が容易となり、フィラメント光源に適合するように構成されたリフレクタやレンズ等の光学系部材をそのまま転用することも可能となる。   The end surface 31 of the light guide unit 30 is disposed so as to be parallel to the optical axis of the laser light emitted from the semiconductor laser 10 and to be perpendicular to the pn junction surface of the laser diode 12. In general, since the beam spot shape has an elliptical shape as shown in FIG. 1, the end face 31 of the light guide is arranged in a direction perpendicular to the pn junction surface, so that the laser beam is emitted from the end face 31. When the beam is folded, an elongated beam spot can be formed. That is, it is possible to obtain an elongated light emitting shape similar to that of a light source using a conventional filament. As a result, when the laser light source device 1 is used for a vehicular lamp, light distribution design is facilitated, and an optical system member such as a reflector or a lens configured to be compatible with a filament light source can be used as it is. .

図８（ａ）は、光軸中心ＡＸと導光部の端面３１との間の距離Ｗを変化させたときの、蛍光体部４０の受光面に形成されるビームスポットの光強度分布を示したものである。図８（ａ）において横軸は、レーザダイオードのｐｎ接合面と平行な角度における、導光部の端面での反射後の光の広がりである。すなわち、出射角度０°は光軸中心の位置である。一方、図８（ａ）において縦軸は、蛍光体部４０の受光面における光強度である。破線で示す曲線は、導光部の端面３１において全反射が生じないとした場合（すなわち、端面３１が存在しない場合）の光強度分布である。尚、図８（ａ）に示される各強度分布曲線は、レーザダイオードのｐｎ接合面と平行な方向の半値全角θＨが１６°のレーザ光を使用した場合のものである。レーザ光は、導光部の端面３１で全反射により反射される故、端面３１の外側には光は放出されない。従って、導光部の端面３１の存在する角度位置がビームスポット（発光エリア）の端部となる。光軸中心ＡＸと導光部の端面３１との間の距離Ｗが小さくなる程、すなわち、導光部の端面３１が光軸中心ＡＸに近づく程、ビームスポット（発光エリア）の端部における光強度が高くなる。例えば、距離Ｗを０．４４ｍｍに設定した場合、ビームスポット（発光エリア）の端部に光強度のピークを形成することができ、距離Ｗを０．１５ｍｍに設定した場合、光強度のピークを、端面３１が存在しない場合の約２倍にまで高めることができる。 FIG. 8A shows the light intensity distribution of the beam spot formed on the light receiving surface of the phosphor part 40 when the distance W between the optical axis center AX and the end face 31 of the light guide part is changed. It is a thing. In FIG. 8A, the horizontal axis represents the spread of light after reflection at the end face of the light guide at an angle parallel to the pn junction surface of the laser diode. That is, the emission angle 0 ° is the position of the optical axis center. On the other hand, in FIG. 8A, the vertical axis represents the light intensity on the light receiving surface of the phosphor portion 40. A curve indicated by a broken line is a light intensity distribution when total reflection does not occur on the end surface 31 of the light guide unit (that is, when the end surface 31 does not exist). Each intensity distribution curve shown in FIG. 8A is obtained when a laser beam having a full width at half maximum θ H of 16 ° in a direction parallel to the pn junction surface of the laser diode is used. Since the laser light is reflected by total reflection at the end face 31 of the light guide, no light is emitted outside the end face 31. Therefore, the angular position where the end face 31 of the light guide portion exists becomes the end portion of the beam spot (light emitting area). As the distance W between the optical axis center AX and the end face 31 of the light guide becomes smaller, that is, as the end face 31 of the light guide approaches the optical axis center AX, the light at the end of the beam spot (light emitting area). Strength increases. For example, when the distance W is set to 0.44 mm, a light intensity peak can be formed at the end of the beam spot (light emitting area). When the distance W is set to 0.15 mm, the light intensity peak is The height can be increased to about twice that when the end face 31 is not present.

図８（ｂ）は、ビームスポット（発光エリア）の端部における光強度Ｉｅと光軸中心位置（出射角度０°）における光強度Ｉｃとの比Ｉｅ／Ｉｃと、光軸中心ＡＸと導光部の端面３１との間の距離Ｗと、の関係を示す図である。尚、図８（ｂ）に示される曲線は、レーザダイオードのｐｎ接合面と平行な方向の半値全角θＨが１６°のレーザ光を使用した場合のものである。距離Ｗを０．７ｍｍ以下に設定することによりビームスポット（発光エリア）の端部に光強度のピークを形成することができる。一方、距離Ｗを０．７ｍｍよりも大きく設定する場合、ビームスポット（発光エリア）の端部における光強度は距離Ｗの増加に伴って低下する。すなわち、距離Ｗの大きさが過大となると、路面遠方を照らす部分の光強度が低下するので、レーザ光源装置１を車両用灯具に適用した場合に、上記の遠方視認性改善の効果が減退する。車両用灯具における遠方視認性の改善効果を確保するために、ビームスポット（発光エリア）の端部における光強度Ｉｅと、光軸中心位置における光強度Ｉｃの比Ｉｅ／Ｉｃは０．５以上であることが好ましい。従って、図８（ｂ）に示される曲線から光軸中心ＡＸと導光部の端面３１との間の距離Ｗを０．９９ｍｍ以下に設定することが好ましい。尚、Ｉｅ／Ｉｃが０．５より大きく１．０より小さい範囲では折り返しラインＴＬと光強度のピークの位置は異なるが、この場合、折り返しラインＴＬで形成される光像をカットオフラインＣＬに合わせる。Ｉｅ／Ｉｃが上記範囲にある場合でも光強度のピークは折り返しラインＴＬの近傍に位置するため本発明の効果は得られる。 FIG. 8B shows the ratio Ie / Ic between the light intensity Ie at the end of the beam spot (light emitting area) and the light intensity Ic at the optical axis center position (emission angle 0 °), the optical axis center AX, and the light guide. It is a figure which shows the relationship with the distance W between the end surfaces 31 of a part. The curve shown in FIG. 8B is obtained when laser light having a full width at half maximum θ H of 16 ° in a direction parallel to the pn junction surface of the laser diode is used. By setting the distance W to 0.7 mm or less, a peak of light intensity can be formed at the end of the beam spot (light emitting area). On the other hand, when the distance W is set larger than 0.7 mm, the light intensity at the end of the beam spot (light emitting area) decreases as the distance W increases. That is, if the distance W is excessively large, the light intensity of the portion that illuminates far away on the road surface decreases, so that when the laser light source device 1 is applied to a vehicular lamp, the effect of improving the distance visibility is reduced. . In order to ensure the effect of improving the distance visibility in the vehicular lamp, the ratio Ie / Ic between the light intensity Ie at the end of the beam spot (light emitting area) and the light intensity Ic at the center position of the optical axis is 0.5 or more. Preferably there is. Therefore, it is preferable to set the distance W between the optical axis center AX and the end face 31 of the light guide to 0.99 mm or less from the curve shown in FIG. In the range where Ie / Ic is larger than 0.5 and smaller than 1.0, the position of the peak of light intensity differs from that of the folding line TL. In this case, the optical image formed by the folding line TL is matched with the cut-off line CL. . Even when Ie / Ic is in the above range, the light intensity peak is located in the vicinity of the folding line TL, so that the effect of the present invention can be obtained.

レーザ光の半値全角θＨが１６°以外の場合についても同様の分析を行った。図９は、レーザ光の半値全角θＨが８°、１２°、１６°、２０°、２４°の場合におけるＩｅ／Ｉｃ＝０．５となる点をプロットしたものである。図９において横軸はレーザダイオードのｐｎ接合面と平行な方向の半値全角θＨであり、縦軸は光軸中心ＡＸと導光部の端面３１との間の距離Ｗである。図９における各プロットは、車両用灯具における遠方視認性の改善効果を確保するために必要とされる距離Ｗの最大値である。かかる距離Ｗの最大値Ｗｍａｘとレーザ光の半値全角θＨとは正比例の関係で近似することが可能である。すなわち、図９に示される各プロット間を結ぶ直線はＷｍａｘ［ｍｍ］＝０．０６４θＨ［°］−０．０３２［ｍｍ］で表わすことができる。従って、距離Ｗの好ましい設定範囲は、Ｗ[ｍｍ]＜０．０６４θＨ［°］−０．０３２[ｍｍ]であり、図９においてハッチングで示される領域となる。図９より、例えば半値全角θＨが１６°のレーザ光を使用する場合、光軸中心ＡＸとの間の距離が１ｍｍ以下となる位置に導光部の端面３１を配置すればよいことが理解できる。 The same analysis was performed when the full width at half maximum θ H of the laser beam was other than 16 °. FIG. 9 is a plot of points where Ie / Ic = 0.5 when the full width at half maximum θ H of the laser beam is 8 °, 12 °, 16 °, 20 °, and 24 °. In FIG. 9, the horizontal axis is the full width at half maximum θ H in the direction parallel to the pn junction surface of the laser diode, and the vertical axis is the distance W between the optical axis center AX and the end face 31 of the light guide. Each plot in FIG. 9 is the maximum value of the distance W required to ensure the effect of improving the distance visibility in the vehicular lamp. The maximum value W max of the distance W and the full width at half maximum θ H of the laser beam can be approximated in a directly proportional relationship. That is, the straight line connecting the plots shown in FIG. 9 can be expressed as W max [mm] = 0.064θ H [°] −0.032 [mm]. Therefore, a preferable setting range of the distance W is W [mm] <0.064θ H [°] −0.032 [mm], which is an area indicated by hatching in FIG. From FIG. 9, it is understood that, for example, when laser light having a full width at half maximum θ H of 16 ° is used, the end face 31 of the light guide section may be disposed at a position where the distance from the optical axis center AX is 1 mm or less. it can.

以上の説明から明らかなように、本発明の実施例に係るレーザ光源装置１において、レーザ光の光路を形成する導光部３０は、レーザダイオード１２のレーザ出射口１２ａの外側にレーザ光の光軸と平行な端面３１を有する。導光部の端面３１は導光部内を伝搬するレーザ光を全反射により反射させる反射面を形成しているので、端面３１でレーザ光が折り返され、ガウシアン分布とは異なる光強度分布を持つビームスポットを形成することができる。より具体的には、ビームスポット（発光エリア）の端部である折り返しラインＴＬ近傍における光強度を高めることができる。更に、導光部の端面３１を光軸中心ＡＸにより近づけることにより折り返しラインＴＬ上に光強度のピークを形成することができる。このような光強度分布を持つレーザ光源装置１を車両用灯具の光源として使用する場合において、発光エリア端部となる折り返しラインＴＬがカットオフラインＣＬに沿うように投影像を形成する光学系を構築することにより、車両の近傍と遠方の照度が均一な配光を得ることが可能となり、遠方視認性を改善することが可能となる。また、シェード等の遮光部材を用いることなく明暗境界線を挟む明部と暗部の明暗差を明瞭とすることができる。   As is clear from the above description, in the laser light source device 1 according to the embodiment of the present invention, the light guide unit 30 that forms the optical path of the laser light is outside the laser emission port 12 a of the laser diode 12. It has an end face 31 parallel to the axis. Since the end surface 31 of the light guide unit forms a reflection surface that reflects the laser light propagating in the light guide unit by total reflection, the laser beam is folded at the end surface 31 and has a light intensity distribution different from the Gaussian distribution. Spots can be formed. More specifically, it is possible to increase the light intensity in the vicinity of the folding line TL that is the end of the beam spot (light emitting area). Furthermore, the light intensity peak can be formed on the folding line TL by bringing the end face 31 of the light guide portion closer to the optical axis center AX. When the laser light source device 1 having such a light intensity distribution is used as a light source for a vehicular lamp, an optical system is formed that forms a projection image so that a folding line TL that is the end of the light emitting area is along the cutoff line CL. By doing so, it becomes possible to obtain a light distribution with uniform illuminance in the vicinity of the vehicle and in the distance, and it is possible to improve the distance visibility. Moreover, the brightness difference between the bright part and the dark part sandwiching the bright / dark boundary line can be made clear without using a light shielding member such as a shade.

（実施例２）
図１０（ａ）および図１０（ｂ）は、それぞれ、本発明の実施例２に係るレーザ光源装置２の構成を示す斜視図および断面図である。レーザ光源装置２において、蛍光体部４０は、上記した実施例１に係るレーザ光源装置１の集光レンズ２０の形成位置に設けられている。すなわち、蛍光体部４０は、半導体レーザ１０のレーザ出射方向前方に設けられ、半導体レーザ１０から出射されたレーザ光は、集光レンズを介さずに蛍光体部４０の受光面に直接照射される。 (Example 2)
FIG. 10A and FIG. 10B are a perspective view and a cross-sectional view, respectively, showing the configuration of the laser light source device 2 according to Embodiment 2 of the present invention. In the laser light source device 2, the phosphor portion 40 is provided at the formation position of the condenser lens 20 of the laser light source device 1 according to the first embodiment. That is, the phosphor part 40 is provided in front of the laser emission direction of the semiconductor laser 10, and the laser light emitted from the semiconductor laser 10 is directly applied to the light receiving surface of the phosphor part 40 without passing through the condenser lens. .

導光部３０は、半導体レーザ１０から蛍光体部４０に至るレーザ光の光路を形成している。すなわち、導光部３０は半導体レーザ１０と蛍光体部４０との間の空間を充たしており、半導体レーザ１０から出射された光は導光部３０内に入射して、導光部３０内を伝搬して蛍光体部４０に至る。半導体レーザ１０および蛍光体部４０は、その一部が導光部３０に埋め込まれていてもよい。半導体レーザ１０と蛍光体部４０との距離が過大となると、蛍光体部の受光面に形成されるビームスポットのサイズが大きくなり、配光設計が困難となる場合がある。従って、半導体レーザ１０と蛍光体部４０との間の距離は、半導体レーザ１０から出射されるレーザ光の半値全角に応じて設定するのが好ましい。例えば、レーザダイオード１２のｐｎ接合面と平行な方向における半値全角θＨが１６°である場合、半導体レーザ１０と蛍光体部４０との距離を約５ｍｍに設定することが好ましい。蛍光体部４０は、導光部の端面３１の位置まで延在しており、導光部の端面３１近傍に到来する光を取り込めるようになっている。ただし、光軸を挟んで端面３１と反対側の領域に広がるレーザ光が反射を介して蛍光体４０に到達することは、好ましくない。そこで、反射光を生じさせないようにするため、導光部の端面３１に対向する面は、光吸収膜を設けるなどの反射防止加工を施すか、端面３１に対向する面が光軸から５ｍｍ以上離れていることが好ましい。導光部の端面３１の配置に関しては上記した実施例１に係るレーザ光源装置１と同様であるので、その説明は省略する。 The light guide section 30 forms an optical path of laser light from the semiconductor laser 10 to the phosphor section 40. That is, the light guide unit 30 fills the space between the semiconductor laser 10 and the phosphor unit 40, and the light emitted from the semiconductor laser 10 enters the light guide unit 30 and passes through the light guide unit 30. Propagate to the phosphor portion 40. A part of the semiconductor laser 10 and the phosphor part 40 may be embedded in the light guide part 30. If the distance between the semiconductor laser 10 and the phosphor portion 40 is excessive, the size of the beam spot formed on the light receiving surface of the phosphor portion becomes large, which may make the light distribution design difficult. Therefore, the distance between the semiconductor laser 10 and the phosphor portion 40 is preferably set according to the full width at half maximum of the laser light emitted from the semiconductor laser 10. For example, when the full width at half maximum θ H in the direction parallel to the pn junction surface of the laser diode 12 is 16 °, the distance between the semiconductor laser 10 and the phosphor portion 40 is preferably set to about 5 mm. The phosphor part 40 extends to the position of the end face 31 of the light guide part, and can capture the light arriving near the end face 31 of the light guide part. However, it is not preferable that the laser light spreading in the region opposite to the end face 31 across the optical axis reaches the phosphor 40 through reflection. Therefore, in order not to generate reflected light, the surface facing the end surface 31 of the light guide unit is subjected to antireflection processing such as providing a light absorption film, or the surface facing the end surface 31 is 5 mm or more from the optical axis. It is preferable that they are separated. Since the arrangement of the end surface 31 of the light guide is the same as that of the laser light source device 1 according to the first embodiment, the description thereof is omitted.

このように、本実施例に係るレーザ光源装置２は、半導体レーザ１０から出射されるレーザ光を集光レンズを介さずに直接蛍光体部４０に照射して、蛍光体部４０から白色光を取り出すように構成されている。かかる構成によれば、レーザ出射方向と交差する方向（すなわち横方向）に広がった拡散光を生成することが可能となる。上記した実施例１に係るレーザ光源装置１は、路面の遠方を照らす前照灯用の光源として好適であるのに対して本実施例に係るレーザ光源装置２は、路面の左右方向を広く照らすフォグランプ用の光源として好適である。また本実施例に係るレーザ光源装置によれば、実施例１の場合と同様、車両近傍から遠方に亘り略均一な明るさで路面を照らすことが可能となる。ランプ取り付け要件により、フォグランプはヘッドランプに比べて車両取り付け高さ位置が低い。このためにガウシアン分布の光強度分布を持つ従来の光源では遠方に照射する光強度が弱くなり、多くの光が路面手前へ分配されてしまう。本発明に係る光源装置によれば、フォグランプに適用する場合においても遠方を見やすくする効果をもたらし有効である。   As described above, the laser light source device 2 according to the present embodiment directly irradiates the phosphor portion 40 with the laser light emitted from the semiconductor laser 10 without using the condenser lens, and emits white light from the phosphor portion 40. It is configured to take out. According to such a configuration, it becomes possible to generate diffused light that spreads in a direction intersecting the laser emission direction (that is, in the lateral direction). The laser light source device 1 according to the first embodiment is suitable as a light source for a headlight that illuminates a distant road surface, whereas the laser light source device 2 according to the present embodiment widely illuminates the left and right direction of the road surface. It is suitable as a light source for fog lamps. Further, according to the laser light source apparatus according to the present embodiment, as in the first embodiment, it is possible to illuminate the road surface with substantially uniform brightness from the vicinity of the vehicle to the distance. Due to the lamp mounting requirements, the fog lamp has a lower vehicle mounting height than the headlamp. For this reason, in the conventional light source having a light intensity distribution of Gaussian distribution, the light intensity irradiated far away becomes weak, and much light is distributed to the road surface. The light source device according to the present invention is effective because it provides an effect of making it easy to see far away even when applied to a fog lamp.

（実施例３）
図１１は、本発明の実施例３に係るレーザ光源装置３の構成を示す断面図である。レーザ光源装置３は、導光部の端面３１を覆う反射膜５０を更に有する点が上記した実施例２に係るレーザ光源装置２と異なる。反射膜５０は、反射率の高いＡｇやＡｌなどの金属により構成することができる。反射膜５０以外の構成部分は、実施例２に係るレーザ光源装置２と同様であるので、それらの説明については省略する。 (Example 3)
FIG. 11 is a cross-sectional view illustrating the configuration of the laser light source device 3 according to the third embodiment of the invention. The laser light source device 3 is different from the laser light source device 2 according to the second embodiment described above in that the laser light source device 3 further includes a reflective film 50 that covers the end face 31 of the light guide unit. The reflective film 50 can be made of a metal such as Ag or Al having a high reflectance. Since components other than the reflective film 50 are the same as those of the laser light source device 2 according to the second embodiment, description thereof will be omitted.

導光部３０内を伝搬するレーザ光のうち臨界角以上の角度で端面３１に入射するものは、導光部３０と空気との屈折率差によって端面３１で全反射により反射されることとなるが、臨界角よりも小さい角度で端面３１に入射するものは端面３１を透過して外部に放射される。例えば、蛍光体部４０が樹脂からなるバインダを含む場合、その受光面において反射された光は、臨界角よりも小さい角度で導光部の端面３１に入射して外部に放出される可能性が高い。導光部の端面３１を反射膜５０で覆うことにより、そのような透過光を再び導光部３０内に戻すことが可能となり、光の利用効率が向上するとともに、アイセーフ機能も改善される。   Of the laser light propagating in the light guide section 30, the laser light incident on the end face 31 at an angle greater than the critical angle is reflected by total reflection at the end face 31 due to the refractive index difference between the light guide section 30 and air. However, the light incident on the end face 31 at an angle smaller than the critical angle is transmitted through the end face 31 and radiated to the outside. For example, when the phosphor portion 40 includes a binder made of resin, the light reflected on the light receiving surface may enter the end surface 31 of the light guide portion at an angle smaller than the critical angle and be emitted to the outside. high. By covering the end face 31 of the light guide unit with the reflective film 50, it becomes possible to return such transmitted light into the light guide unit 30 again, improving the light utilization efficiency and improving the eye-safe function.

尚、上記の説明においては、実施例２に係る半導体発光装置２をベースとした構成を例示したが、集光レンズを有する実施例１に係る発光装置１において、導光部の端面３１を反射膜で覆うこととしてもよい。   In the above description, the configuration based on the semiconductor light emitting device 2 according to the second embodiment is illustrated. However, in the light emitting device 1 according to the first embodiment having the condensing lens, the end surface 31 of the light guide unit is reflected. It may be covered with a film.

（実施例４）
図１２（ａ）および図１２（ｂ）は、それぞれ、本発明の実施例４に係るレーザ光源装置４の構成を示す斜視図および断面図である。レーザ光源装置４は、導光部３０の外側全体を覆う遮光部６０を更に有する点が上記した実施例２に係るレーザ光源装置２と異なる。遮光部６０は、遮光性を有する材料、例えば金属、樹脂などにより構成され、導光部３０を透過したレーザ光の外部への放出を遮断する。遮光部６０は、蛍光体部４０の形成位置に開口部６１を有しており、蛍光体部４０から放出される白色光は、開口部６１から取り出せるようになっている。開口部６１は、蛍光体部４０と同一またはそれよりも小さいサイズで形成される。このように、導光部３０の外側全体を遮光部６０で囲うことにより、導光部３０内で生じる迷光に起因するグレアの発生防止することができる。 Example 4
FIGS. 12A and 12B are a perspective view and a cross-sectional view, respectively, showing the configuration of the laser light source device 4 according to Embodiment 4 of the present invention. The laser light source device 4 is different from the laser light source device 2 according to the second embodiment described above in that it further includes a light shielding unit 60 that covers the entire outside of the light guide unit 30. The light shielding unit 60 is made of a light shielding material, for example, metal, resin, and the like, and blocks emission of laser light transmitted through the light guide unit 30 to the outside. The light shielding portion 60 has an opening 61 at the position where the phosphor portion 40 is formed, and white light emitted from the phosphor portion 40 can be extracted from the opening 61. The opening 61 is formed in the same size as or smaller than the phosphor portion 40. In this way, by enclosing the entire outside of the light guide unit 30 with the light shielding unit 60, it is possible to prevent the occurrence of glare due to stray light generated in the light guide unit 30.

尚、上記の説明においては、実施例２に係る半導体発光装置２をベースとした構成を例示したが、集光レンズを有する実施例１に係る発光装置１において、導光部３０の外側を遮光部で覆うこととしてもよい。尚、上記した各実施例に係る構成は適宜組み合わせることが可能である。   In the above description, the configuration based on the semiconductor light emitting device 2 according to the second embodiment is illustrated. However, in the light emitting device 1 according to the first embodiment having the condenser lens, the outside of the light guide unit 30 is shielded from light. It is good also as covering with a part. In addition, the structure which concerns on each above-mentioned Example can be combined suitably.

＜車両用灯具＞
図１３（ａ）は、集光レンズを有する本発明の実施例１に係るレーザ光源装置１を備えたリフレクタ型の車両用灯具１１０の構成を示す図である。レーザ光源装置１は、導光部の端面３１が鉛直方向下方を向くように配置される。蛍光体部４０は、集光レンズ２０のレーザ出射方向前方においてその受光面がやや下方に傾けられた状態で配置される。蛍光体部４０の受光面とは反対側の面には放熱板１１１が接続されている。蛍光体部４０は、受光面と同じ側の面から光源出力光としての白色光を放出する。光学系を形成するリフレクタ１１２は、回転放物面を形成する光反射面を有し、その焦点位置が蛍光体部４０の近傍に設定されている。リフレクタ１１２の反射面は、複数の単位反射面からなるいわゆるマルチリフレクタ構造を有している。リフレクタ１１２は、光反射面が蛍光体部４０の光放出面と対向するようにレーザ光源装置１の下方側に配置され、蛍光体部４０から放出される光を投光方向前方に向けて反射させる。 <Vehicle lamp>
FIG. 13A is a diagram illustrating a configuration of a reflector-type vehicular lamp 110 including the laser light source device 1 according to the first embodiment of the present invention having a condenser lens. The laser light source device 1 is arranged so that the end surface 31 of the light guide portion faces downward in the vertical direction. The phosphor portion 40 is arranged in a state where the light receiving surface is inclined slightly downward in front of the laser emission direction of the condenser lens 20. A heat radiating plate 111 is connected to the surface of the phosphor portion 40 opposite to the light receiving surface. The phosphor part 40 emits white light as light source output light from the same side as the light receiving surface. The reflector 112 that forms the optical system has a light reflecting surface that forms a paraboloid of revolution, and its focal position is set in the vicinity of the phosphor portion 40. The reflecting surface of the reflector 112 has a so-called multi-reflector structure composed of a plurality of unit reflecting surfaces. The reflector 112 is arranged on the lower side of the laser light source device 1 so that the light reflecting surface faces the light emitting surface of the phosphor part 40, and reflects the light emitted from the phosphor part 40 toward the front in the light projecting direction. Let

リフレクタ１１２を構成する単位反射面の各々は、レーザ光源装置１の発光エリアの端部である折り返しラインＴＬに対応する像部分ＴＬ´が上方に向けられた単位投影像ｑ１を形成する。上記したように、本発明の実施例に係るレーザ光源装置によれば、発光エリアの折り返しラインＴＬ上に光強度のピークが形成されるので、これに対応する像部分ＴＬ´において照度ピークが形成される。   Each of the unit reflection surfaces constituting the reflector 112 forms a unit projection image q1 in which the image portion TL ′ corresponding to the folding line TL that is the end of the light emitting area of the laser light source device 1 is directed upward. As described above, according to the laser light source device according to the embodiment of the present invention, the peak of the light intensity is formed on the turn-up line TL of the light emitting area, so that the illuminance peak is formed in the image portion TL ′ corresponding thereto. Is done.

図１４は、車両用灯具１１０からの光を投光方向前方に設置されたスクリーンＳｃ上に照射したときのスクリーンＳｃ上に形成される配光パターンＰ２を示す図である。マルチリフレクタ構造の光反射面を有するリフレクタ１１２は、複数の単位投影像ｑ１を生成し、これらをスクリーンＳｃ上に密に並べることにより配光パターンＰ２を形成する。リフレクタ１１２は、レーザ光源装置１の発光エリアの折り返しラインＴＬに対応する像部分ＴＬ´（すなわち照度ピーク部分）がカットオフラインＣＬに沿って並ぶ（伸長する）ように投影像を形成する。これにより、カットオフラインＣＬ近傍が最も明るく、カットオフラインから下方に向けて照度が徐々に低下する遠方視認性に優れたすれ違いビームに適した配光パターンＰ２が形成される。   FIG. 14 is a diagram showing a light distribution pattern P2 formed on the screen Sc when the light from the vehicle lamp 110 is irradiated onto the screen Sc installed forward in the light projecting direction. The reflector 112 having a light reflecting surface having a multi-reflector structure generates a plurality of unit projection images q1, and forms the light distribution pattern P2 by closely arranging them on the screen Sc. The reflector 112 forms a projected image such that the image portion TL ′ (that is, the illuminance peak portion) corresponding to the turn-up line TL of the light emitting area of the laser light source device 1 is aligned (extends) along the cut-off line CL. As a result, a light distribution pattern P2 suitable for a passing beam with excellent distance visibility in which the vicinity of the cutoff line CL is brightest and the illuminance gradually decreases downward from the cutoff line is formed.

このように、本発明の実施例に係る車両用灯具１１０によれば、レーザ光源装置１は発光エリアの端部（すなわち折り返しラインＴＬ）に光強度のピークを有する光を生成し、光学系を構成するリフレクタ１１２が、このような光源の光強度分布を反映した複数の単位投影像ｑ１をカットオフラインに沿って並べて配光パターンを形成するので、遠方視認性に優れた配光パターンを形成することが可能となる。すなわち、光源からの光の利用効率を従来よりも向上させることが可能となる。   As described above, according to the vehicular lamp 110 according to the embodiment of the present invention, the laser light source device 1 generates light having a light intensity peak at the end of the light emitting area (that is, the folding line TL), and the optical system is Since the constituent reflector 112 forms a light distribution pattern by arranging a plurality of unit projection images q1 reflecting the light intensity distribution of such a light source along the cut-off line, a light distribution pattern with excellent distance visibility is formed. It becomes possible. That is, it becomes possible to improve the utilization efficiency of light from the light source as compared with the conventional case.

図１３（ｂ）は、集光レンズを有さない本発明の実施例２に係るレーザ光源装置２を備えたリフレクタ型の車両用灯具１１０ａの構成を示す図である。レーザ光源装置２は、導光部の端面３１が投光方向後方を向き且つ蛍光体部４０の光放出面がリフレクタ１１２の光反射面と対向するように配置される。かかる構成の車両用灯具１１０ａにおいても、上記した車両灯具１１０と同様、遠方視認性に優れた配光パターンを形成することが可能となる。   FIG. 13B is a diagram illustrating a configuration of a reflector-type vehicular lamp 110a including the laser light source device 2 according to the second embodiment of the present invention that does not include a condenser lens. The laser light source device 2 is arranged such that the end surface 31 of the light guide portion faces rearward in the light projecting direction and the light emission surface of the phosphor portion 40 faces the light reflection surface of the reflector 112. Also in the vehicular lamp 110a having such a configuration, similarly to the vehicular lamp 110 described above, it is possible to form a light distribution pattern with excellent distance visibility.

図１５は、上記した本発明の実施例に係るレーザ光源装置を備えたプロジェクタ型の車両用灯具１２０の構成を示す図である。尚、図１５において、本発明の実施例１に係るレーザ光源装置１が代表として示されているが、これを他の実施例のレーザ光源装置２乃至４のいずれかに置換することが可能である。   FIG. 15 is a diagram showing a configuration of a projector-type vehicular lamp 120 provided with the laser light source device according to the embodiment of the present invention. In FIG. 15, the laser light source device 1 according to the first embodiment of the present invention is shown as a representative, but this can be replaced with any of the laser light source devices 2 to 4 of the other embodiments. is there.

レーザ光源装置１は、導光部の端面３１が鉛直方向下方を向くように配置される。蛍光体部４０は、集光レンズ２０のレーザ出射方向前方にその受光面が斜め上方に向けられた状態で配置される。蛍光体部４０は、受光面と同じ側の面から光源出力光としての白色光を放出する。光学系を形成するリフレクタ１２１は、楕円系反射面を有し、その第１の焦点位置が蛍光体部４０の近傍に設定され、第２の焦点位置がシェード１２２の上端縁近傍に設定されている。リフレクタ１２１の光反射面は、複数の単位反射面からなるいわゆるマルチリフレクタ構造を有している。リフレクタ１２１は、光反射面が蛍光体部４０の光放出面と対向するようにレーザ光源装置１の上方側に配置され、レーザ光源装置１からの光を投光方向前方に向けて反射させる。シェード１２２は、リフレクタ１２１からの反射光の一部を遮光してカットオフラインを形成する遮光部材である。シェード１２２は、レーザ光源装置１と投影レンズ１２３の間であって、その上端縁が投影レンズ１２３の焦点に位置するように配置されている。投影レンズ１２３は、リフレクタ１２１からの反射光を拡大投影する。   The laser light source device 1 is arranged so that the end surface 31 of the light guide portion faces downward in the vertical direction. The phosphor portion 40 is disposed in a state where the light receiving surface thereof is directed obliquely upward in front of the converging lens 20 in the laser emission direction. The phosphor part 40 emits white light as light source output light from the same side as the light receiving surface. The reflector 121 forming the optical system has an elliptical reflecting surface, the first focal position is set in the vicinity of the phosphor portion 40, and the second focal position is set in the vicinity of the upper end edge of the shade 122. Yes. The light reflecting surface of the reflector 121 has a so-called multi-reflector structure composed of a plurality of unit reflecting surfaces. The reflector 121 is disposed on the upper side of the laser light source device 1 so that the light reflecting surface faces the light emitting surface of the phosphor portion 40, and reflects light from the laser light source device 1 forward in the light projecting direction. The shade 122 is a light blocking member that blocks a part of the reflected light from the reflector 121 to form a cut-off line. The shade 122 is disposed between the laser light source device 1 and the projection lens 123 so that the upper edge of the shade 122 is located at the focal point of the projection lens 123. The projection lens 123 magnifies and projects the reflected light from the reflector 121.

上記したリフレクタ型の車両用灯具１１０の場合と同様、リフレクタ１２１を構成する単位反射面の各々は、レーザ光源装置１の発光エリアの端部である折り返しラインＴＬに対応する像部分が上方に向けられた単位投影像を形成する。投光方向前方に設置されたスクリーン上には、レーザ光源装置１の発光エリアの折り返しラインＴＬに対応する像部分（すなわち照度ピーク部分）がカットオフラインに沿って並ぶ（伸長する）ように投影像が形成される（図１４参照）。これにより、カットオフライン近傍が最も明るく、カットオフラインから下方に向けて照度が徐々に低下する遠方視認性に優れたすれ違いビームに適した配光パターンが形成される。   As in the case of the reflector-type vehicular lamp 110 described above, each of the unit reflection surfaces constituting the reflector 121 has an image portion corresponding to the folding line TL that is an end portion of the light emitting area of the laser light source device 1 facing upward. The unit projected image is formed. On the screen placed in front of the light projecting direction, a projected image is formed so that image portions (that is, illuminance peak portions) corresponding to the return lines TL of the light emitting area of the laser light source device 1 are arranged (extend) along the cut-off line. Is formed (see FIG. 14). As a result, a light distribution pattern suitable for a passing beam with excellent distance visibility in which the vicinity of the cutoff line is brightest and the illuminance gradually decreases downward from the cutoff line is formed.

このように、本発明の実施例に係る車両用灯具１２０によれば、レーザ光源装置１は発光エリアの端部（すなわち折り返しラインＴＬ）に光強度のピークを有する光を生成し、光学系を構成するリフレクタ１２１が、このような光源の光強度分布を反映した複数の単位投影像をカットオフラインに沿って並べて配光パターンを形成するので、シェード等の遮光部材を用いて遮断する光の量を最小限に抑えつつ遠方視認性に優れた配光パターンを形成することができる。すなわち、光源からの光の利用効率を向上させることが可能となる。   Thus, according to the vehicular lamp 120 according to the embodiment of the present invention, the laser light source device 1 generates light having a light intensity peak at the end of the light emitting area (that is, the folding line TL), and the optical system is used. Since the constituent reflector 121 forms a light distribution pattern by arranging a plurality of unit projection images reflecting the light intensity distribution of such a light source along the cut-off line, the amount of light blocked using a light shielding member such as a shade It is possible to form a light distribution pattern that is excellent in distance visibility while minimizing the above. That is, it is possible to improve the utilization efficiency of light from the light source.

図１６は、リフレクタの焦点距離と光源の投影像との関係を示す図である。図１６の下段には、円柱形状を有する光源Ｓの後方に、焦点距離の互いに異なるリフレクタＲ１０〜Ｒ３０が配置される場合が示されている。リフレクタＲ１０〜Ｒ３０の焦点距離は、それぞれ１０ｍｍ、１５ｍｍ、２０ｍｍ、２５ｍｍ、３０ｍｍである。図１６の上段には、これらのリフレクタの各々に対応する投影像ｑ１０〜ｑ３０が示されている。焦点距離の最も小さいリフレクタＲ１０を用いた場合、比較的サイズが大きく、照度の低い投影像ｑ１０が形成される。焦点距離の最も大きいリフレクタＲ３０を用いた場合、比較的サイズが小さく、照度の高い投影像ｐ３０が形成される。このように、リフレクタの焦点距離に応じて投影像のサイズおよび照度が変化する。図１３および図１５に示すようなリフレクタを用いた車両用灯具においては、マルチリフレクタ構造により図１４に示すように大きな光源像と小さな光源像を生成し、これらを組み合わせて配光パターンを形成している。本発明の各実施例に係るレーザ光源装置によれば、導光部の端面３１での光の折り返しによって発光エリア内の光強度を従来よりも高めることができるので、焦点距離の小さいリフレクタおよびレンズを使用した場合でも十分な明るさを確保することが可能となり、車両用灯具の小型化、奥行薄型化を図ることが可能となる。 FIG. 16 is a diagram illustrating the relationship between the focal length of the reflector and the projected image of the light source. The lower part of FIG. 16 shows a case where reflectors R 10 to R 30 having different focal lengths are arranged behind the light source S having a cylindrical shape. The focal lengths of the reflectors R 10 to R 30 are 10 mm, 15 mm, 20 mm, 25 mm, and 30 mm, respectively. In the upper part of FIG. 16, projection images q 10 to q 30 corresponding to each of these reflectors are shown. When using the smallest reflector R 10 focal length, relatively large size, low projected image q 10 illuminance is formed. When the reflector R 30 having the longest focal length is used, a projection image p 30 having a relatively small size and high illuminance is formed. Thus, the size and illuminance of the projected image change according to the focal length of the reflector. In the vehicular lamp using the reflector as shown in FIGS. 13 and 15, a multi-reflector structure generates a large light source image and a small light source image as shown in FIG. 14, and combines them to form a light distribution pattern. ing. According to the laser light source device according to each embodiment of the present invention, the light intensity in the light emitting area can be increased by turning back the light at the end face 31 of the light guide unit, so that the reflector and the lens having a small focal length can be obtained. Even when the lamp is used, sufficient brightness can be ensured, and the vehicular lamp can be reduced in size and depth can be reduced.

１、２、３、４ レーザ光源装置
１０ 半導体レーザ
１２ レーザダイオード
１２ａ レーザ出射口
２０ 集光レンズ
３０ 導光部
３１ 端面
４０ 蛍光体部
５０ 反射膜
６０ 遮光部
１００ １１０ １１０ａ １２０ 車両用灯具 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 2, 3, 4 Laser light source device 10 Semiconductor laser 12 Laser diode 12a Laser emission port 20 Condensing lens 30 Light guide part 31 End surface 40 Phosphor part 50 Reflective film 60 Light-shielding part 100 110 110a 120 Vehicle lamp

Claims (9)

レーザ光源装置と、前記レーザ光源装置から出射される光源出力光を照射方向に向けて投影して照射面上に投影像を形成する光学系と、を含む車両用灯具であって、
前記レーザ光源装置は、
レーザ出射口からレーザ光を発するレーザ光源と、
前記レーザ光源のレーザ出射方向前方に設けられて、前記レーザ光を集光する集光レンズと、
前記集光レンズの前記レーザ出射方向前方に設けられて、前記集光レンズによって集光されたレーザ光を受光して、前記レーザ光と前記レーザ光の波長とは異なる波長の光とを混合した混合光を生成し、これを前記光源出力光として発する波長変換部と、
前記レーザ光源から前記集光レンズに至る前記レーザ光の光路を形成する導光部と、を含み、
前記導光部は、前記レーザ出射口の外側に前記レーザ光の光軸に沿って延在している端面を有し、
前記導光部の端面は、前記導光部内を伝搬する光を反射させる反射面を形成し、
前記光学系は、前記波長変換部の発光エリアにおいて前記導光部の端面に対応して形成される発光エリア端部に対応する像部分がカットオフラインに沿って伸長するように前記投影像を形成することを特徴とする車両用灯具。 A vehicle lamp comprising: a laser light source device; and an optical system that projects light source output light emitted from the laser light source device in an irradiation direction to form a projection image on an irradiation surface,
The laser light source device
A laser light source that emits laser light from a laser emission port;
A condensing lens that is provided in front of the laser emission direction of the laser light source and condenses the laser light;
Provided in front of the condenser lens in the laser emission direction, receives the laser light condensed by the condenser lens, and mixed the laser light and light having a wavelength different from the wavelength of the laser light. A wavelength converter that generates mixed light and emits it as the light source output light;
A light guide that forms an optical path of the laser light from the laser light source to the condenser lens,
The light guide has an end surface extending along the optical axis of the laser light outside the laser emission port,
The end surface of the light guide part forms a reflection surface that reflects light propagating in the light guide part,
The optical system forms the projected image so that an image portion corresponding to an end portion of the light emitting area formed corresponding to an end face of the light guide portion in the light emitting area of the wavelength conversion portion extends along a cutoff line. A vehicular lamp characterized by comprising: レーザ光源装置と、前記レーザ光源装置から出射される光源出力光を照射方向に向けて投影して照射面上に投影像を形成する光学系と、を含む車両用灯具であって、
前記光源装置は、
レーザ出射口からレーザ光を発するレーザ光源と、
前記レーザ光源のレーザ出射方向前方に設けられて前記レーザ光を受光して、前記レーザ光と前記レーザ光の波長とは異なる波長の光とを混合した混合光を生成し、これを前記光源出力光として発する波長変換部と、
前記レーザ光源から前記波長変換部に至る前記レーザ光の光路を形成する導光部と、を含み、
前記導光部は、前記レーザ出射口の外側に前記レーザ光の光軸に沿って延在している端面を有し、
前記導光部の端面は、前記導光部内を伝搬する光を反射させる反射面を形成し、
前記光学系は、前記波長変換部の発光エリアにおいて前記導光部の端面に対応して形成される発光エリア端部に対応する像部分がカットオフラインに沿って伸長するように前記投影像を形成することを特徴とする車両用灯具。 A vehicle lamp comprising: a laser light source device; and an optical system that projects light source output light emitted from the laser light source device in an irradiation direction to form a projection image on an irradiation surface,
The light source device is
A laser light source that emits laser light from a laser emission port;
The laser light source is provided in front of the laser emission direction of the laser light source, receives the laser light, generates mixed light in which the laser light and light having a wavelength different from the wavelength of the laser light are mixed, and outputs the mixed light. A wavelength converter that emits light,
A light guide unit that forms an optical path of the laser beam from the laser light source to the wavelength conversion unit,
The light guide has an end surface extending along the optical axis of the laser light outside the laser emission port,
The end surface of the light guide part forms a reflection surface that reflects light propagating in the light guide part,
The optical system forms the projected image so that an image portion corresponding to an end portion of the light emitting area formed corresponding to an end face of the light guide portion in the light emitting area of the wavelength conversion portion extends along a cutoff line. A vehicular lamp characterized by comprising: 前記導光部の端面は、前記レーザ光の光軸と平行な方向に延在していることを特徴とする請求項１または２に記載の車両用灯具。   3. The vehicular lamp according to claim 1, wherein an end surface of the light guide portion extends in a direction parallel to an optical axis of the laser light. 前記導光部の端面は、前記レーザ光源を構成するレーザダイオードのｐｎ接合面と交差する方向に向けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１つに記載の車両用灯具。   4. The vehicular lamp according to claim 1, wherein an end surface of the light guide portion is directed in a direction intersecting with a pn junction surface of a laser diode constituting the laser light source. 5. . 前記レーザ光の前記レーザダイオードのｐｎ接合面と平行な方向における半値全角をθＨ[°]、前記レーザ光の光軸中心と前記導光部の端面との間の距離をＷ[ｍｍ]とすると、
Ｗ＜０．０６４θＨ−０．０３２
を満たすことを特徴とする請求項４に記載の車両用灯具。 The full width at half maximum of the laser light in the direction parallel to the pn junction surface of the laser diode is θ H [°], and the distance between the optical axis center of the laser light and the end face of the light guide is W [mm]. Then
W <0.064θ H −0.032
The vehicle lamp according to claim 4, wherein: 前記導光部の端面を覆う光反射性を有する反射膜を更に含むことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１つに記載の車両用灯具。   The vehicular lamp according to claim 1, further comprising a reflective film having light reflectivity that covers an end face of the light guide section. 前記導光部の外側を囲む遮光部を更に有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１つに記載の車両用灯具。   The vehicular lamp according to any one of claims 1 to 6, further comprising a light-shielding portion that surrounds the outside of the light guide portion. 前記光学系は、複数の単位反射面からなるリフレクタを含み、
前記リフレクタは、前記複数の単位反射面の各々によって前記レーザ光源装置から出射される光を反射させて複数の投影像を形成することを特徴とする車両用灯具。 The optical system includes a reflector composed of a plurality of unit reflecting surfaces,
The said reflector reflects the light radiate | emitted from the said laser light source apparatus by each of these unit reflection surfaces, and forms a some projection image, The vehicle lamp characterized by the above-mentioned. 前記光学系は、前記リフレクタによる反射光を照射方向に向けて投影する投影レンズを更に有することを特徴とする請求項８に記載の車両用灯具。   The vehicular lamp according to claim 8, wherein the optical system further includes a projection lens that projects light reflected by the reflector toward an irradiation direction.
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