JP2013161552A - Light projection device, and laser irradiation device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a light projection device capable of shortening a manufacturing time.SOLUTION: A light projection device 1 includes a plurality of semiconductor laser elements 11 arranged in a C direction, a fluorescent member 22 for emitting fluorescence by being irradiated with a laser beam, and a condensing lens 21 for irradiating the laser beam to the fluorescent member 22 by transmitting the laser beam emitted from the plurality of semiconductor laser elements 11. The condensing lens 21 concentrates the laser beam in a D direction crossing the C direction without concentrating the laser beam in the C direction.

Description

この発明は、投光装置およびレーザ照射装置に関し、特に、複数のレーザ発生器を備えた投光装置およびレーザ照射装置に関する。   The present invention relates to a light projection device and a laser irradiation device, and more particularly to a light projection device and a laser irradiation device provided with a plurality of laser generators.

従来、複数のレーザ発生器とレーザ光が照射され蛍光を出射する蛍光部材とを備えた投光装置が知られている。従来の投光装置の一例は、複数のレーザ発生器と、レーザ光が照射され蛍光を出射する蛍光部材と、レーザ発生器から出射したレーザ光を透過して蛍光部材に照射する複数の集光レンズと、蛍光部材から出射した光を投光する反射部材とを備えている。集光レンズは、レーザ発生器毎に設けられている。   2. Description of the Related Art Conventionally, there is known a light projecting device including a plurality of laser generators and a fluorescent member that emits fluorescence when irradiated with laser light. An example of a conventional projector is a plurality of laser generators, a fluorescent member that emits fluorescence when irradiated with laser light, and a plurality of condensing beams that transmit the laser light emitted from the laser generator and irradiate the fluorescent member. A lens and a reflecting member that projects light emitted from the fluorescent member are provided. A condensing lens is provided for each laser generator.

この投光装置では、複数のレーザ発生器から出射したレーザ光は、対応する集光レンズにより集光され蛍光部材に照射されるとともに、蛍光部材により蛍光に変換される。蛍光部材から出射した蛍光は、反射部材により投光装置の前方に投光される。   In this light projecting device, the laser beams emitted from the plurality of laser generators are condensed by the corresponding condensing lens, irradiated to the fluorescent member, and converted into fluorescence by the fluorescent member. The fluorescence emitted from the fluorescent member is projected forward of the light projecting device by the reflecting member.

なお、複数のレーザ発生器と蛍光部材とを備えた投光装置は、例えば特許文献1に開示されている。   In addition, the light projector provided with the several laser generator and the fluorescent member is disclosed by patent document 1, for example.

特開2004−241142号公報JP 2004-241142 A

しかしながら、上記した従来の投光装置では、各レーザ発生器から出射したレーザ光を蛍光部材に照射するために、レーザ発生器毎に集光レンズを設けるので、レーザ発生器と集光レンズとの光学的調整箇所が多くなる。このため、投光装置の製造に時間がかかるという問題点がある。   However, in the conventional projector described above, a condensing lens is provided for each laser generator in order to irradiate the fluorescent member with the laser light emitted from each laser generator. There are many optical adjustment points. For this reason, there exists a problem that manufacture of a light projection apparatus takes time.

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の目的は、製造時間を短縮することが可能な投光装置およびレーザ照射装置を提供することである。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a light projecting device and a laser irradiation device capable of reducing the manufacturing time.

上記目的を達成するために、この発明の投光装置は、第1方向に配列され、レーザ光を出射する複数のレーザ発生器と、レーザ光が照射され蛍光を出射する蛍光部材と、複数のレーザ発生器から出射したレーザ光を透過して蛍光部材に照射する集光レンズと、蛍光部材から出射した光を投光する投光部材と、を備え、集光レンズは、レーザ光を第1方向には集光せず、レーザ光を第1方向と交差する第2方向に集光する。   In order to achieve the above object, a light projecting device of the present invention includes a plurality of laser generators arranged in a first direction and emitting laser light, a fluorescent member that emits fluorescence when irradiated with laser light, and a plurality of laser generators A condensing lens that transmits laser light emitted from the laser generator and irradiates the fluorescent member; and a light projecting member that projects light emitted from the fluorescent member. The laser beam is focused in a second direction that intersects the first direction, without focusing in the direction.

この発明の投光装置では、上記のように、第1方向に配列され、レーザ光を出射する複数のレーザ発生器と、複数のレーザ発生器から出射したレーザ光を透過して蛍光部材に照射する集光レンズとを備える。これにより、複数のレーザ発生器に対して1つ(共通)の集光レンズを調整すればよいので、投光装置の製造時間を短縮することができる。また、複数のレーザ発生器に対して共通の集光レンズを設けるので、部品点数を削減することができるとともに、小型化することができる。   In the light projecting device of the present invention, as described above, the plurality of laser generators arranged in the first direction and emitting laser light, and the laser light emitted from the plurality of laser generators are transmitted and irradiated to the fluorescent member. And a condensing lens. Thereby, since one (common) condensing lens should just be adjusted with respect to a several laser generator, the manufacturing time of a light projection apparatus can be shortened. In addition, since a common condenser lens is provided for a plurality of laser generators, the number of parts can be reduced and the size can be reduced.

また、上記のように、集光レンズはレーザ光を第1方向には集光しないので、レーザ発生器と集光レンズとの光学的調整を第1方向には行う必要がない。これにより、レーザ発生器と集光レンズとの光学的調整をより容易に行うことができ、投光装置の製造時間をより短縮することができる。また、集光レンズは、レーザ光を第1方向と交差する第2方向に集光するので、蛍光部材の照射領域の第2方向の長さを集光レンズにより制御することができる。   Further, as described above, since the condensing lens does not condense the laser light in the first direction, it is not necessary to perform optical adjustment between the laser generator and the condensing lens in the first direction. Thereby, optical adjustment with a laser generator and a condensing lens can be performed more easily, and the manufacturing time of a light projection apparatus can be shortened more. Moreover, since the condensing lens condenses the laser light in the second direction intersecting the first direction, the length of the irradiation region of the fluorescent member in the second direction can be controlled by the condensing lens.

なお、この発明の投光装置では、レーザ発生器から蛍光部材までの距離により、蛍光部材の照射領域の第1方向の長さが決定され、集光レンズにより、蛍光部材の照射領域の第2方向の長さが決定される。   In the light projecting device of the present invention, the length of the irradiation region of the fluorescent member in the first direction is determined by the distance from the laser generator to the fluorescent member, and the second of the irradiation region of the fluorescent member is determined by the condensing lens. The length of the direction is determined.

上記投光装置において、好ましくは、複数のレーザ発生器は同一の基板に設けられている。このように構成すれば、第1方向に配列された複数のレーザ発生器を容易に得ることができる。なお、「複数のレーザ発生器は同一の基板に設けられている」とは、複数のレーザ発生器が同一の実装基板に実装されている場合や、1つの半導体基板上に複数のレーザ素子部(レーザ発生器)が形成されている場合を含む概念である。   In the above projector, preferably, the plurality of laser generators are provided on the same substrate. If comprised in this way, the several laser generator arranged in the 1st direction can be obtained easily. “A plurality of laser generators are provided on the same substrate” means that a plurality of laser generators are mounted on the same mounting substrate or a plurality of laser element units on one semiconductor substrate. This is a concept including a case where a (laser generator) is formed.

上記投光装置において、好ましくは、複数のレーザ発生器はレーザ光の長軸方向と直交する方向に配列されている。このように構成すれば、集光レンズによりレーザ光を長軸方向(第2方向)に集光することができる。これにより、蛍光部材の照射領域が長軸方向に大きくなるのを抑制することができるので、特に有効である。   In the above projector, the plurality of laser generators are preferably arranged in a direction perpendicular to the major axis direction of the laser light. If comprised in this way, a laser beam can be condensed in a major axis direction (2nd direction) with a condensing lens. Thereby, since it can suppress that the irradiation area | region of a fluorescent member becomes large in a major axis direction, it is especially effective.

上記投光装置において、好ましくは、複数のレーザ発生器から出射した各レーザ光の光軸がレーザ発生器から離れるにしたがって互いに近づくように、複数のレーザ発生器は配置されている。このように構成すれば、蛍光部材の照射領域が第1方向に大きくなるのを抑制することができる。   In the above projector, the plurality of laser generators are preferably arranged so that the optical axes of the laser beams emitted from the plurality of laser generators approach each other as the distance from the laser generator increases. If comprised in this way, it can suppress that the irradiation area | region of a fluorescent member becomes large in a 1st direction.

なお、本明細書および特許請求の範囲において、光軸とは、光束が最も高い方向に延びる軸をいう。   In the present specification and claims, the optical axis refers to an axis extending in the direction in which the luminous flux is highest.

上記各レーザ光の光軸が互いに近づくように複数のレーザ発生器が配置されている投光装置において、好ましくは、蛍光部材はレーザ光が照射される照射面を含み、複数のレーザ発生器から出射し集光レンズを透過した各レーザ光の光軸と蛍光部材の照射面との交点は、1点である。   In the light projecting device in which the plurality of laser generators are arranged so that the optical axes of the laser beams are close to each other, preferably, the fluorescent member includes an irradiation surface on which the laser beams are irradiated, and the plurality of laser generators There is one point of intersection between the optical axis of each laser beam emitted and transmitted through the condenser lens and the irradiation surface of the fluorescent member.

上記投光装置において、好ましくは、蛍光部材はレーザ光が照射される照射面を含み、複数のレーザ発生器から出射し集光レンズを透過した各レーザ光の光軸と蛍光部材の照射面との交点は、複数点である。   In the above light projecting device, preferably, the fluorescent member includes an irradiation surface on which the laser light is irradiated, and the optical axis of each laser light emitted from the plurality of laser generators and transmitted through the condenser lens, and the irradiation surface of the fluorescent member, There are a plurality of intersections.

上記各レーザ光の光軸と蛍光部材の照射面との交点が複数点である投光装置において、好ましくは、複数の交点は、レーザ光が照射されることにより白色光を出射する点と、レーザ光が照射されることにより橙色光を出射する点とを含む。このように構成すれば、1つの投光装置から白色光と橙色光とを出射することができる。   In the light projecting device in which the intersection between the optical axis of each laser beam and the irradiation surface of the fluorescent member is a plurality of points, preferably, the plurality of intersections emit white light when irradiated with the laser beam, and And a point that emits orange light when irradiated with laser light. If comprised in this way, white light and orange light can be radiate | emitted from one light projector.

この場合、好ましくは、蛍光部材は、レーザ光が照射されることにより白色光を出射する白色蛍光体と、レーザ光が照射されることにより橙色光を出射する橙色蛍光体とを含み、白色蛍光体は車両用の前照灯の光源として機能し、橙色蛍光体は車両用の方向指示器の光源として機能する。このように構成すれば、1つの投光装置で前照灯と方向指示器とを兼ねることができるので、特に有効である。   In this case, preferably, the fluorescent member includes a white phosphor that emits white light when irradiated with laser light, and an orange phosphor that emits orange light when irradiated with laser light. The body functions as a light source for a vehicle headlamp, and the orange phosphor functions as a light source for a vehicle direction indicator. If comprised in this way, since one light projector can serve as a headlamp and a direction indicator, it is especially effective.

なお、本明細書および特許請求の範囲において、白色蛍光体とは、混色されることにより白色光となる光を出射する蛍光体を意味し、例えば、励起光を赤色光、緑色光および青色光にそれぞれ変換する赤色蛍光体、緑色蛍光体および青色蛍光体の3種類の蛍光体や、励起光を黄色光および青色光にそれぞれ変換する黄色蛍光体および青色蛍光体の2種類の蛍光体等を含む概念である。   In the present specification and claims, the white phosphor means a phosphor that emits light that becomes white light when mixed, and for example, excitation light is red light, green light, and blue light. Three types of phosphors, red phosphor, green phosphor and blue phosphor, respectively, and two types of phosphor, yellow phosphor and blue phosphor, which convert excitation light into yellow light and blue light, respectively It is a concept that includes.

上記各レーザ光の光軸と蛍光部材の照射面との交点が複数点である投光装置において、好ましくは、複数のレーザ発生器は個別に駆動される。このように構成すれば、蛍光部材の照射領域を変化させることができるので、投光装置から出射する光の投光パターンを変化させることができる。   In the light projecting device in which there are a plurality of intersections between the optical axis of each laser beam and the irradiation surface of the fluorescent member, the plurality of laser generators are preferably driven individually. If comprised in this way, since the irradiation area | region of a fluorescent member can be changed, the light projection pattern of the light radiate | emitted from a light projector can be changed.

上記投光装置において、好ましくは、投光部材は蛍光部材から出射した光を反射する反射部材を含む。このように構成すれば、蛍光部材から出射した光を所定の方向に容易に反射することができる。   In the light projecting device, preferably, the light projecting member includes a reflecting member that reflects light emitted from the fluorescent member. If comprised in this way, the light radiate | emitted from the fluorescent member can be easily reflected in a predetermined direction.

上記投光部材が反射部材を含む投光装置において、好ましくは、反射部材には、レーザ発生器からのレーザ光を通過させて蛍光部材に到達させる貫通穴が形成されている。このように構成すれば、レーザ発生器が反射部材の外部に配置されている場合に、レーザ発生器から出射したレーザ光を蛍光部材に容易に照射することができる。   In the light projecting device in which the light projecting member includes a reflective member, preferably, the reflective member is formed with a through hole through which the laser light from the laser generator passes and reaches the fluorescent member. If comprised in this way, when the laser generator is arrange | positioned outside the reflection member, the laser beam radiate | emitted from the laser generator can be easily irradiated to a fluorescent member.

上記投光装置において、好ましくは、投光部材は蛍光部材から出射した光を透過するレンズを含む。このように構成すれば、蛍光部材から出射した光を所定の方向に容易に投光することができる。   In the light projecting device, preferably, the light projecting member includes a lens that transmits light emitted from the fluorescent member. If comprised in this way, the light radiate | emitted from the fluorescent member can be easily projected in a predetermined direction.

上記投光装置において、好ましくは、集光レンズはシリンドリカルレンズを含む。このように構成すれば、第1方向に配列された複数のレーザ発生器から出射したレーザ光を透過して蛍光部材に照射するように、集光レンズを容易に形成することができる。また、レーザ光を第1方向に集光せず第2方向に集光するように、集光レンズを容易に形成することができる。   In the above projector, the condensing lens preferably includes a cylindrical lens. If comprised in this way, a condensing lens can be formed easily so that the laser beam radiate | emitted from the several laser generator arranged in the 1st direction may be permeate | transmitted and irradiated to a fluorescent member. Further, the condensing lens can be easily formed so that the laser light is not condensed in the first direction but is condensed in the second direction.

上記投光装置において、好ましくは、複数のレーザ発生器を収納するとともに、レーザ光の出射側に開口部を有する収納部材と、収納部材の開口部に取り付けられるとともに、レーザ光を透過する機能を有するカバー部材と、を備え、集光レンズはカバー部材に固定されている。このように構成すれば、レーザ発生器と集光レンズとの光学的調整をより容易に行うことができる。また、集光レンズをカバー部材に固定した後では複数のレーザ発生器と集光レンズとを1つの部品として取り扱うことができるので、投光装置の製造をより容易に行うことができる。   In the above light projecting device, preferably, a plurality of laser generators are housed, a housing member having an opening on the laser light emitting side, a function of being attached to the opening of the housing member and transmitting the laser light. And a condensing lens is fixed to the cover member. If comprised in this way, optical adjustment with a laser generator and a condensing lens can be performed more easily. In addition, since the plurality of laser generators and the condensing lens can be handled as one component after the condensing lens is fixed to the cover member, the light projecting device can be manufactured more easily.

上記投光装置は、好ましくは、車両用の灯具として用いられる。   The light projecting device is preferably used as a vehicular lamp.

この発明のレーザ照射装置は、第1方向に配列され、レーザ光を出射する複数のレーザ発生器と、複数のレーザ発生器から出射したレーザ光を透過して蛍光部材に照射する集光レンズと、を備え、集光レンズは、レーザ光を第1方向には集光せず、レーザ光を第1方向と交差する第2方向に集光する。   The laser irradiation apparatus according to the present invention includes a plurality of laser generators arranged in a first direction and emitting laser light, and a condensing lens that transmits the laser light emitted from the plurality of laser generators and irradiates the fluorescent member. The condensing lens condenses the laser light in a second direction intersecting the first direction without condensing the laser light in the first direction.

この発明のレーザ照射装置では、上記のように、第1方向に配列され、レーザ光を出射する複数のレーザ発生器と、複数のレーザ発生器から出射したレーザ光を透過して蛍光部材に照射する集光レンズとを備える。これにより、複数のレーザ発生器に対して1つ(共通)の集光レンズを調整すればよいので、レーザ照射装置の製造時間を短縮することができる。また、複数のレーザ発生器に対して共通の集光レンズを設けるので、部品点数を削減することができるとともに、小型化することができる。   In the laser irradiation apparatus of the present invention, as described above, a plurality of laser generators arranged in the first direction and emitting laser light, and the laser light emitted from the plurality of laser generators are transmitted and irradiated to the fluorescent member. And a condensing lens. Thereby, since one (common) condensing lens should just be adjusted with respect to several laser generators, the manufacturing time of a laser irradiation apparatus can be shortened. In addition, since a common condenser lens is provided for a plurality of laser generators, the number of parts can be reduced and the size can be reduced.

また、上記のように、集光レンズはレーザ光を第1方向には集光しないので、レーザ発生器と集光レンズとの光学的調整を第1方向には行う必要がない。これにより、レーザ発生器と集光レンズとの光学的調整をより容易に行うことができ、レーザ照射装置の製造時間をより短縮することができる。また、集光レンズは、レーザ光を第1方向と交差する第2方向に集光するので、蛍光部材の照射領域の第2方向の長さを集光レンズにより制御することができる。   Further, as described above, since the condensing lens does not condense the laser light in the first direction, it is not necessary to perform optical adjustment between the laser generator and the condensing lens in the first direction. Thereby, optical adjustment with a laser generator and a condensing lens can be performed more easily, and the manufacturing time of a laser irradiation apparatus can be shortened more. Moreover, since the condensing lens condenses the laser light in the second direction intersecting the first direction, the length of the irradiation region of the fluorescent member in the second direction can be controlled by the condensing lens.

以上のように、本発明によれば、製造時間を短縮することが可能な投光装置およびレーザ照射装置を容易に得ることができる。   As described above, according to the present invention, it is possible to easily obtain a light projecting device and a laser irradiation device capable of reducing the manufacturing time.

本発明の第1実施形態の投光装置の構造を示した断面図である。It is sectional drawing which showed the structure of the light projector of 1st Embodiment of this invention. 図1に示した本発明の第1実施形態の投光装置の構造を示した斜視図である。It is the perspective view which showed the structure of the light projector of 1st Embodiment of this invention shown in FIG. 図1に示した本発明の第1実施形態の投光装置のレーザ発生装置の構造を示した斜視図である。It is the perspective view which showed the structure of the laser generator of the light projection apparatus of 1st Embodiment of this invention shown in FIG. 図1に示した本発明の第1実施形態の投光装置の半導体レーザ素子の構造を示した斜視図である。It is the perspective view which showed the structure of the semiconductor laser element of the light projection apparatus of 1st Embodiment of this invention shown in FIG. 図1に示した本発明の第1実施形態の投光装置の半導体レーザ素子から出射するレーザ光を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the laser beam radiate | emitted from the semiconductor laser element of the light projection apparatus of 1st Embodiment of this invention shown in FIG. 図1に示した本発明の第1実施形態の投光装置の半導体レーザ素子の配置を説明するための図である。It is a figure for demonstrating arrangement | positioning of the semiconductor laser element of the light projection apparatus of 1st Embodiment of this invention shown in FIG. 図1に示した本発明の第1実施形態の投光装置のレーザ発生装置に集光レンズを取り付けた状態を示した斜視図である。It is the perspective view which showed the state which attached the condensing lens to the laser generator of the light projector of 1st Embodiment of this invention shown in FIG. 図1に示した本発明の第1実施形態の投光装置の集光レンズの構造を示した斜視図である。It is the perspective view which showed the structure of the condensing lens of the light projector of 1st Embodiment of this invention shown in FIG. 図1に示した本発明の第1実施形態の投光装置の集光レンズに入射したレーザ光の進行を説明するための側面図である。It is a side view for demonstrating advancing of the laser beam which injected into the condensing lens of the light projector of 1st Embodiment of this invention shown in FIG. 図1に示した本発明の第1実施形態の投光装置の集光レンズに入射したレーザ光の進行を説明するための上面図である。It is a top view for demonstrating advancing of the laser beam which injected into the condensing lens of the light projector of 1st Embodiment of this invention shown in FIG. 図1に示した本発明の第1実施形態の投光装置の蛍光部材の照射領域を示した図である。It is the figure which showed the irradiation area | region of the fluorescent member of the light projector of 1st Embodiment of this invention shown in FIG. 図1に示した本発明の第1実施形態の投光装置の蛍光部材周辺の構造を示した断面図である。It is sectional drawing which showed the structure of the fluorescence member periphery of the light projector of 1st Embodiment of this invention shown in FIG. 図1に示した本発明の第1実施形態の投光装置の反射部材の構造を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the structure of the reflection member of the light projector of 1st Embodiment of this invention shown in FIG. 図1に示した本発明の第1実施形態の投光装置により得られる投光パターンを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the light projection pattern obtained by the light projection apparatus of 1st Embodiment of this invention shown in FIG. 本発明の第2実施形態の投光装置の半導体レーザ素子の配置を説明するための図である。It is a figure for demonstrating arrangement | positioning of the semiconductor laser element of the light projection apparatus of 2nd Embodiment of this invention. 図15に示した本発明の第2実施形態の投光装置の蛍光部材の照射領域を示した図である。It is the figure which showed the irradiation area | region of the fluorescent member of the light projector of 2nd Embodiment of this invention shown in FIG. 図15に示した本発明の第2実施形態の投光装置の動作および蛍光部材の照射領域を説明するための図である。It is a figure for demonstrating operation | movement of the light projection apparatus of 2nd Embodiment of this invention shown in FIG. 15, and the irradiation area | region of a fluorescent member. 図15に示した本発明の第2実施形態の投光装置の動作および蛍光部材の照射領域を説明するための図である。It is a figure for demonstrating operation | movement of the light projection apparatus of 2nd Embodiment of this invention shown in FIG. 15, and the irradiation area | region of a fluorescent member. 図15に示した本発明の第2実施形態の投光装置から出射する光を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the light radiate | emitted from the light projector of 2nd Embodiment of this invention shown in FIG. 図15に示した本発明の第2実施形態の投光装置から出射する光を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the light radiate | emitted from the light projector of 2nd Embodiment of this invention shown in FIG. 図15に示した本発明の第2実施形態の投光装置の動作および蛍光部材の照射領域を説明するための図である。It is a figure for demonstrating operation | movement of the light projection apparatus of 2nd Embodiment of this invention shown in FIG. 15, and the irradiation area | region of a fluorescent member. 図15に示した本発明の第2実施形態の投光装置の動作および蛍光部材の照射領域を説明するための図である。It is a figure for demonstrating operation | movement of the light projection apparatus of 2nd Embodiment of this invention shown in FIG. 15, and the irradiation area | region of a fluorescent member. 本発明の第3実施形態の投光装置の半導体レーザ素子の配置を説明するための図である。It is a figure for demonstrating arrangement | positioning of the semiconductor laser element of the light projection apparatus of 3rd Embodiment of this invention. 図23に示した本発明の第3実施形態の投光装置の動作および蛍光部材の照射領域を説明するための図である。It is a figure for demonstrating operation | movement of the light projection apparatus of 3rd Embodiment of this invention shown in FIG. 23, and the irradiation area | region of a fluorescent member. 図23に示した本発明の第3実施形態の投光装置の動作および蛍光部材の照射領域を説明するための図である。It is a figure for demonstrating operation | movement of the light projection apparatus of 3rd Embodiment of this invention shown in FIG. 23, and the irradiation area | region of a fluorescent member. 本発明の第4実施形態の投光装置の構造を示した断面図である。It is sectional drawing which showed the structure of the light projector of 4th Embodiment of this invention. 本発明の第5実施形態の投光装置の構造を示した断面図である。It is sectional drawing which showed the structure of the light projector of 5th Embodiment of this invention. 本発明の第6実施形態の投光装置の構造を示した断面図である。It is sectional drawing which showed the structure of the light projector of 6th Embodiment of this invention. 本発明の変形例の投光装置の蛍光部材の照射領域を示した図である。It is the figure which showed the irradiation area | region of the fluorescent member of the light projection apparatus of the modification of this invention.

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、理解を容易にするために、断面図であってもハッチングを施さない場合や、断面図でなくてもハッチングを施す場合がある。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In order to facilitate understanding, hatching may be performed even in a cross-sectional view, or hatching may be performed even in a cross-sectional view.

(第1実施形態)
まず、図1〜図13を参照して、本発明の第1実施形態による投光装置1の構造について説明する。なお、図面簡略化のために、半導体レーザ素子11の数を省略して描いている場合がある。
(First embodiment)
First, with reference to FIGS. 1-13, the structure of the light projector 1 by 1st Embodiment of this invention is demonstrated. In order to simplify the drawing, the number of semiconductor laser elements 11 may be omitted.

本発明の第1実施形態による投光装置1は、例えば自動車などの前方を照明する前照灯(灯具)として用いられるものである。投光装置1は図1および図2に示すように、レーザ光源(励起光源)として機能するレーザ発生装置10と、レーザ発生装置10から出射したレーザ光によって励起された蛍光体から発せられる蛍光を前方(A方向)に投光する投光ユニット20とを備える。なお、図2では、理解を容易にするために、投光ユニット20の後述する取付部24bおよび支持板25を省略している。   The floodlight device 1 according to the first embodiment of the present invention is used, for example, as a headlamp (lamp) that illuminates the front of an automobile or the like. As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the light projecting device 1 emits fluorescence emitted from a laser generator 10 that functions as a laser light source (excitation light source) and a phosphor excited by the laser light emitted from the laser generator 10. And a light projecting unit 20 that projects forward (direction A). In FIG. 2, a mounting portion 24 b and a support plate 25 described later of the light projecting unit 20 are omitted for easy understanding.

レーザ発生装置10は図3に示すように、複数の半導体レーザ素子11(レーザ発生器)と、複数の半導体レーザ素子11が半田など(図示せず)を用いて実装されるヒートスプレッダ12と、これらを収納する金属製の収納部材13とを含んでいる。   As shown in FIG. 3, the laser generator 10 includes a plurality of semiconductor laser elements 11 (laser generator), a heat spreader 12 on which the plurality of semiconductor laser elements 11 are mounted using solder or the like (not shown), and these And a metal storage member 13 for storing the battery.

ヒートスプレッダ12は、半導体レーザ素子11から発生した熱を放熱する放熱部材として機能するとともに、複数の半導体レーザ素子11が実装される実装基板として機能する。ヒートスプレッダ12は例えば炭化ケイ素製の平板により形成されており、表面がAuコーティングされている。また、ヒートスプレッダ12は収納部材13の後述する載置部の13cに半田付けされている。また、ヒートスプレッダ12の実装面上には、半導体レーザ素子11と電気的に接続される複数の電極パターン(図示せず)が形成されている。また、ヒートスプレッダ12の実装面上には、複数の半導体レーザ素子11がC方向(第1方向)に配列されて実装されている。このC方向は、半導体レーザ素子11から出射するレーザ光の後述する長軸方向と直交する方向(略短軸方向)である。本実施形態では、全て(例えば11個)の半導体レーザ素子11が同一の基板(ヒートスプレッダ12)に実装されており、同一平面(レーザ光の短軸を含む平面)内に配置されている。   The heat spreader 12 functions as a heat radiating member that radiates heat generated from the semiconductor laser element 11 and also functions as a mounting substrate on which a plurality of semiconductor laser elements 11 are mounted. The heat spreader 12 is formed of, for example, a flat plate made of silicon carbide, and the surface thereof is coated with Au. Further, the heat spreader 12 is soldered to a mounting portion 13c described later of the storage member 13. On the mounting surface of the heat spreader 12, a plurality of electrode patterns (not shown) that are electrically connected to the semiconductor laser element 11 are formed. On the mounting surface of the heat spreader 12, a plurality of semiconductor laser elements 11 are arranged and mounted in the C direction (first direction). The C direction is a direction (substantially a short axis direction) orthogonal to a long axis direction (described later) of the laser light emitted from the semiconductor laser element 11. In this embodiment, all (for example, 11) semiconductor laser elements 11 are mounted on the same substrate (heat spreader 12), and are arranged in the same plane (a plane including the short axis of the laser beam).

半導体レーザ素子11は例えばワイドストライプ型レーザであって、励起光として機能するレーザ光を出射する。また、半導体レーザ素子11は、例えば約405nmの中心波長を有する青紫色のレーザ光を出射するように構成されている。また、半導体レーザ素子11は図4に示すように、例えば約200μmの幅(W11)と、約100μmの厚み(T11)と、約1000μmの長さ(L11)とを有する。   The semiconductor laser element 11 is, for example, a wide stripe laser, and emits laser light that functions as excitation light. The semiconductor laser element 11 is configured to emit blue-violet laser light having a center wavelength of about 405 nm, for example. As shown in FIG. 4, the semiconductor laser element 11 has, for example, a width (W11) of about 200 μm, a thickness (T11) of about 100 μm, and a length (L11) of about 1000 μm.

また、半導体レーザ素子11は、n型GaNから成る厚さ約100μmの基板11aと、基板11a上に順に形成される層厚約0.5μmのn型GaNから成るバッファ層11b、層厚約2μmのn型Al0.05Ga0.95Nから成る下クラッド層11c、InGaNの多重量子井戸から成る活性層11d、および、層厚約0.5μm(最厚部)のp型Al0.05Ga0.95Nから成る上クラッド層11eとを含んでいる。 In addition, the semiconductor laser device 11 includes a substrate 11a made of n-type GaN having a thickness of about 100 μm, a buffer layer 11b made of n-type GaN having a thickness of about 0.5 μm formed on the substrate 11a, and a layer thickness of about 2 μm. A lower cladding layer 11c made of n-type Al 0.05 Ga 0.95 N, an active layer 11d made of multiple quantum wells of InGaN, and a p-type Al 0.05 having a layer thickness of about 0.5 μm (thickest part). And an upper clad layer 11e made of Ga 0.95 N.

また、上クラッド層11eの所定の位置には、Z方向(半導体レーザ素子11の長さ方向)に延びるリッジが設けられている。このリッジ上には、層厚約0.1μmのp型GaNから成るコンタクト層11fと、Pdから成る電極11gとが形成されている。また、上クラッド層11eの上面と、コンタクト層11fおよび電極11gの側面とを覆うようにSiOから成る絶縁膜11hが形成されている。また、絶縁膜11h上の所定領域には、リッジを覆うとともに、電極11gにオーミック接触するパッド電極11iが形成されている。また、基板11aの下面には、Hf/Alから成る裏面電極11jが形成されている。 A ridge extending in the Z direction (the length direction of the semiconductor laser element 11) is provided at a predetermined position of the upper cladding layer 11e. On this ridge, a contact layer 11f made of p-type GaN having a layer thickness of about 0.1 μm and an electrode 11g made of Pd are formed. Further, the upper surface of the upper clad layer 11e, an insulating film 11h made of SiO 2 so as to cover the side surface of the contact layer 11f and an electrode 11g is formed. A pad electrode 11i that covers the ridge and is in ohmic contact with the electrode 11g is formed in a predetermined region on the insulating film 11h. A back electrode 11j made of Hf / Al is formed on the lower surface of the substrate 11a.

そして、各半導体レーザ素子11のパッド電極11iはAuワイヤ14を介してヒートスプレッダ12の電極パターン(図示せず)に電気的に接続されている。また、各半導体レーザ素子11の裏面電極11jは図示しない半田層などを介してヒートスプレッダ12の電極パターン(図示せず)に電気的に接続されている。なお、半導体レーザ素子11の発光部11k(図5参照)の幅を規定するのは上クラッド層11eのリッジ幅(図4のW11a)であり、このリッジ幅は例えば10μmに設定される。この場合、発光部11kの幅は約10μmとなる。また、レーザ発生装置10には、ヒートスプレッダ12の電極パターンと後述する電力供給部30とを電気的に接続するリード線等(図示せず)が設けられている。   The pad electrode 11 i of each semiconductor laser element 11 is electrically connected to an electrode pattern (not shown) of the heat spreader 12 via an Au wire 14. The back electrode 11j of each semiconductor laser element 11 is electrically connected to an electrode pattern (not shown) of the heat spreader 12 via a solder layer (not shown). Note that it is the ridge width (W11a in FIG. 4) of the upper cladding layer 11e that defines the width of the light emitting portion 11k (see FIG. 5) of the semiconductor laser element 11, and this ridge width is set to 10 μm, for example. In this case, the width of the light emitting portion 11k is about 10 μm. Further, the laser generator 10 is provided with lead wires (not shown) for electrically connecting the electrode pattern of the heat spreader 12 and a power supply unit 30 described later.

半導体レーザ素子11のパッド電極11iと裏面電極11jとの間に直流電流を印加すると、図5に示すように、X方向(半導体レーザ素子11の幅方向)およびY方向(半導体レーザ素子11の厚み方向)に楕円状に広がるレーザ光が発光部11kから出射される。このレーザ光の進行方向(Z方向)に対して垂直なXY面に投影される楕円光の光強度分布は、X方向およびY方向において共にガウス分布となる。X方向の光強度分布の半値全幅(θx)は約10°で、Y方向の光強度分布の半値全幅(θy)は約20°であり、レーザ光の広がり角は、Y方向がX方向より約2倍大きくなっている。このことにより、このレーザ光は、X方向を短軸方向、Y方向を長軸方向として広がりながら進行する。   When a direct current is applied between the pad electrode 11i and the back electrode 11j of the semiconductor laser element 11, as shown in FIG. 5, the X direction (the width direction of the semiconductor laser element 11) and the Y direction (the thickness of the semiconductor laser element 11). Laser light that spreads in an elliptical shape in the direction) is emitted from the light emitting unit 11k. The light intensity distribution of the elliptical light projected on the XY plane perpendicular to the traveling direction (Z direction) of the laser light is a Gaussian distribution in both the X direction and the Y direction. The full width at half maximum (θx) of the light intensity distribution in the X direction is about 10 °, the full width at half maximum (θy) of the light intensity distribution in the Y direction is about 20 °, and the spread angle of the laser light is larger in the Y direction than in the X direction. About twice as large. As a result, the laser light travels while spreading with the X direction as the minor axis direction and the Y direction as the major axis direction.

複数の半導体レーザ素子11は図6に示すように、複数の半導体レーザ素子11から出射した各レーザ光の光軸Iが半導体レーザ素子11から離れるにしたがって互いに近づくように、配置されている。本実施形態では複数の半導体レーザ素子11から出射し後述する集光レンズ21を透過した各レーザ光の光軸Iと後述する蛍光部材22の照射面22aとの交点が1点となるように、複数の半導体レーザ素子11が配置されている。例えば、中央に配置される半導体レーザ素子11mから照射領域Sの中心までの距離Lsは、約10mmに設定されている。なお、複数の半導体レーザ素子11は、各半導体レーザ素子11から照射領域Sの中心までの距離が略等しくなるように配置されていてもよい。   As shown in FIG. 6, the plurality of semiconductor laser elements 11 are arranged so that the optical axes I of the respective laser beams emitted from the plurality of semiconductor laser elements 11 approach each other as the distance from the semiconductor laser element 11 increases. In this embodiment, the intersection of the optical axis I of each laser beam emitted from a plurality of semiconductor laser elements 11 and transmitted through a condenser lens 21 described later and an irradiation surface 22a of a fluorescent member 22 described later is one point. A plurality of semiconductor laser elements 11 are arranged. For example, the distance Ls from the semiconductor laser element 11m arranged at the center to the center of the irradiation region S is set to about 10 mm. The plurality of semiconductor laser elements 11 may be arranged such that the distances from the respective semiconductor laser elements 11 to the center of the irradiation region S are substantially equal.

また、収納部材13は図3に示すように、レーザ光の出射側に開口部を有する円筒型に形成されており、円筒部13a、蓋部13bおよび載置部13cを含む。収納部材13を箱型ではなく円筒型に形成することによって、収納部材13の強度を容易に向上させることが可能であるとともに、収納部材13の周方向の角度調整を容易に行うことが可能となる。また、収納部材13の開口部にはレーザ光を透過する機能を有するカバー部材15(図1参照)が取り付けられており、収納部材13の内部には不活性ガスが封入されている。カバー部材15は例えばガラス板などにより形成されている。また、収納部材13には放熱フィンなど(図示せず)が設けられていてもよく、収納部材13は例えば空冷されてもよい。なお、図3および図7ではカバー部材15を省略している。   As shown in FIG. 3, the storage member 13 is formed in a cylindrical shape having an opening on the laser beam emission side, and includes a cylindrical portion 13a, a lid portion 13b, and a placement portion 13c. By forming the storage member 13 in a cylindrical shape instead of a box shape, the strength of the storage member 13 can be easily improved, and the circumferential angle of the storage member 13 can be easily adjusted. Become. A cover member 15 (see FIG. 1) having a function of transmitting laser light is attached to the opening of the storage member 13, and an inert gas is sealed inside the storage member 13. The cover member 15 is formed of, for example, a glass plate. The storage member 13 may be provided with heat radiating fins (not shown), and the storage member 13 may be air-cooled, for example. 3 and 7, the cover member 15 is omitted.

また、図7に示すように、カバー部材15の所定の位置には、投光ユニット20の後述する集光レンズ21が透明な接着層16を介して固定されている。これにより、複数の半導体レーザ素子11から出射したレーザ光は、集光レンズ21に入射する。なお、レーザ発生装置10および集光レンズ21によって、本発明の「レーザ照射装置」が構成されている。   Further, as shown in FIG. 7, a condenser lens 21 described later of the light projecting unit 20 is fixed to a predetermined position of the cover member 15 via a transparent adhesive layer 16. As a result, the laser light emitted from the plurality of semiconductor laser elements 11 enters the condenser lens 21. The laser generator 10 and the condenser lens 21 constitute the “laser irradiation device” of the present invention.

レーザ発生装置10には図1に示すように、半導体レーザ素子11に電力を供給する電力供給部30が接続されている。電力供給部30は、複数の半導体レーザ素子11に個別に通電して駆動できるように構成されている。なお、本実施形態では電力供給部30は、半導体レーザ素子11を個別に駆動しないように構成されていてもよい。電力供給部30は、投光装置1全体を制御する制御部31に接続されており、制御部31からの制御信号に基づいて、半導体レーザ素子11の駆動/停止を切り替えるように構成されている。制御部31は、例えば投光装置1を点灯/消灯するために運転者が操作する主スイッチ(図示せず)に接続されている。   As shown in FIG. 1, a power supply unit 30 that supplies power to the semiconductor laser element 11 is connected to the laser generator 10. The power supply unit 30 is configured to be able to be driven by energizing the plurality of semiconductor laser elements 11 individually. In the present embodiment, the power supply unit 30 may be configured not to individually drive the semiconductor laser element 11. The power supply unit 30 is connected to a control unit 31 that controls the entire light projecting device 1, and is configured to switch driving / stopping of the semiconductor laser element 11 based on a control signal from the control unit 31. . The control unit 31 is connected to a main switch (not shown) operated by the driver to turn on / off the light projecting device 1, for example.

なお、レーザ発生装置10に約55Wの電力を供給した場合、投光装置1の25m前方における中心位置(最大照度点)の照度は、約220ルクス(lx)になる。これは、自動車用のハイビーム(走行用前照灯)として十分な照度である。   When about 55 W of power is supplied to the laser generator 10, the illuminance at the center position (maximum illuminance point) 25 m ahead of the light projecting device 1 is about 220 lux (lx). This is sufficient illuminance as a high beam (traveling headlamp) for automobiles.

投光ユニット20は、レーザ発生装置10(半導体レーザ素子11)のレーザ光出射側に配置され、レーザ発生装置10からのレーザ光を透過する集光レンズ21と、集光レンズ21から出射したレーザ光の少なくとも一部を蛍光に変換して出射する蛍光部材22と、蛍光部材22から出射した蛍光を所定の方向(A方向)に向かって反射する反射部材23(投光部材)と、蛍光部材22が固定される取付部材24とを含んでいる。なお、反射部材23の開口部(A方向の端部)には、励起光を遮光(吸収または反射)し、蛍光を透過するフィルタ部材(図示せず)が設けられていてもよい。このように構成すれば、レーザ光が投光装置1の外部に漏れるのを防止することが可能である。   The light projecting unit 20 is disposed on the laser beam emission side of the laser generator 10 (semiconductor laser element 11), and a condenser lens 21 that transmits the laser beam from the laser generator 10 and a laser beam emitted from the condenser lens 21. A fluorescent member 22 that converts at least a portion of the light into fluorescent light and emits the light; a reflective member 23 (light projecting member) that reflects the fluorescent light emitted from the fluorescent member 22 in a predetermined direction (A direction); and a fluorescent member And an attachment member 24 to which 22 is fixed. Note that a filter member (not shown) that blocks (absorbs or reflects) excitation light and transmits fluorescence may be provided at the opening (end in the A direction) of the reflection member 23. With this configuration, it is possible to prevent the laser light from leaking outside the light projecting device 1.

集光レンズ21は透光性を有するガラスや樹脂などにより形成されている。また、集光レンズ21は図8に示すように、シリンドリカルレンズにより形成されており、複数の半導体レーザ素子11から出射したレーザ光が入射される光入射面21aと、レーザ光を出射する光出射面21bとを含んでいる。   The condenser lens 21 is made of translucent glass or resin. Further, as shown in FIG. 8, the condenser lens 21 is formed of a cylindrical lens, and includes a light incident surface 21a on which laser light emitted from the plurality of semiconductor laser elements 11 is incident, and light emission for emitting laser light. Surface 21b.

光入射面21aは、例えば1.8mmの高さ(H21a)を有する略長方形状の平坦面により形成されている。光出射面21bは例えばR1.0mmの曲率半径を有する曲面により形成されている。光入射面21a上には、図示しない反射防止(AR(Anti Reflection))膜が形成されていてもよい。   The light incident surface 21a is formed by a substantially rectangular flat surface having a height (H21a) of, for example, 1.8 mm. The light emitting surface 21b is formed by a curved surface having a radius of curvature of R1.0 mm, for example. An anti-reflection (AR) film (not shown) may be formed on the light incident surface 21a.

この集光レンズ21は、レーザ光をC方向(水平方向)には集光せず、レーザ光をC方向と直交(交差)するD方向(第2方向)に集光する。言い換えると、集光レンズ21は、レーザ光のC方向の放射角度を変更せず、レーザ光のD方向の放射角度を小さくする。   This condensing lens 21 does not condense the laser light in the C direction (horizontal direction), but condenses the laser light in the D direction (second direction) orthogonal to (intersects) the C direction. In other words, the condenser lens 21 does not change the radiation angle in the C direction of the laser light, but decreases the radiation angle in the D direction of the laser light.

ここで、集光レンズ21に入射したレーザ光の進行について簡単に説明する。図9および図10に示すように、半導体レーザ素子11から出射したレーザ光は、長軸方向(D方向)および短軸方向(C方向)に広がりながら進行し、集光レンズ21の光入射面21aに入射する。そして、レーザ光は、光出射面21bから出射し、蛍光部材22に照射される。このとき、レーザ光は、C方向には集光されず、D方向にのみ集光される。またこのとき、図6に示すように、各レーザ光は蛍光部材22上の1点に照射される。そして、蛍光部材22の照射領域Sは図11に示すように、C方向に広がった楕円形状になる。具体的には、半導体レーザ素子11から出射するレーザ光のC方向の広がり角はもともと小さいので、照射領域SのC方向の長さLcは約1.7mmにしか広がらない。一方、半導体レーザ素子11から出射したレーザ光は集光レンズ21によりD方向に集光されるので、照射領域SのD方向の長さLdはLcよりも小さく(例えば1/3程度)になる。   Here, the progression of the laser light incident on the condenser lens 21 will be briefly described. As shown in FIGS. 9 and 10, the laser light emitted from the semiconductor laser element 11 travels while spreading in the long axis direction (D direction) and the short axis direction (C direction), and the light incident surface of the condenser lens 21. Incident on 21a. Then, the laser light is emitted from the light emitting surface 21 b and is irradiated on the fluorescent member 22. At this time, the laser beam is not condensed in the C direction, but is condensed only in the D direction. At this time, as shown in FIG. 6, each laser beam is applied to one point on the fluorescent member 22. Then, as shown in FIG. 11, the irradiation region S of the fluorescent member 22 has an elliptical shape extending in the C direction. Specifically, since the spread angle in the C direction of the laser light emitted from the semiconductor laser element 11 is originally small, the length Lc in the C direction of the irradiation region S extends only to about 1.7 mm. On the other hand, since the laser beam emitted from the semiconductor laser element 11 is condensed in the D direction by the condenser lens 21, the length Ld in the D direction of the irradiation region S is smaller than Lc (for example, about 1/3). .

なお、この投光装置1では、半導体レーザ素子11から蛍光部材22までの距離Ls(図6参照)により、蛍光部材22の照射領域SのC方向の長さLcが決定され、集光レンズ21により、蛍光部材22の照射領域SのD方向の長さLdが決定される。   In the light projecting device 1, the length Lc in the C direction of the irradiation region S of the fluorescent member 22 is determined by the distance Ls (see FIG. 6) from the semiconductor laser element 11 to the fluorescent member 22, and the condenser lens 21. Thus, the length Ld in the D direction of the irradiation region S of the fluorescent member 22 is determined.

また、図12に示すように、集光レンズ21のD方向の中心線O21は、蛍光部材22の後述する照射面22aの垂線N22に対して角度α1(例えば約30度)だけ、B方向(投光方向(A方向)とは反対側)に傾斜している。また、集光レンズ21の光出射面21bと蛍光部材22の照射面22aとの間には隙間(空間)が形成されている。なお、投光方向とは、投光装置1の例えば25m前方の最も照明したい部分に向かう方向であり、例えば反射面23aの開口部の中心から25m前方の最大照度点に向かう方向である。   Also, as shown in FIG. 12, the center line O21 in the D direction of the condenser lens 21 is an angle α1 (for example, about 30 degrees) with respect to a perpendicular N22 of an irradiation surface 22a (described later) of the fluorescent member 22 in the B direction ( It is inclined in the direction opposite to the light projecting direction (direction A). Further, a gap (space) is formed between the light emitting surface 21 b of the condenser lens 21 and the irradiation surface 22 a of the fluorescent member 22. Note that the light projecting direction is a direction toward the most illuminating portion, for example, 25 m ahead of the light projecting device 1, and is, for example, a direction from the center of the opening of the reflecting surface 23a toward the maximum illuminance point 25 m ahead.

蛍光部材22はレーザ光が照射される照射面22aを有する。また、蛍光部材22の背面(照射面22aとは反対側の面)はアルミニウムからなる支持板25に接触されている。蛍光部材22は、例えば電気泳動法により支持板25上に堆積されることにより形成されている。この支持板25は約10mmの幅と、約10mmの長さと、約1mmの厚みとを有する。また、蛍光部材22は約10mmの幅と、約10mmの長さと、約0.1mmの均一な厚みとを有する。この蛍光部材22の照射面22aの中央部に図11に示すように、集光レンズ21を通して集光されたレーザ光が照射される。そして、蛍光部材22はC方向に長い楕円形状に励起され、楕円形状の領域(照射領域S)から蛍光が出射する。なお、蛍光部材22および支持板25の幅および長さは上記に限定されず、レーザ光が照射される照射領域Sのサイズに合わせて適宜変更可能である。例えば、レーザ光を照射する面積に相当する面積分のみを有する蛍光部材22を用いて、レーザ光を蛍光部材22の照射面22aの全面に照射することも可能である。   The fluorescent member 22 has an irradiation surface 22a on which laser light is irradiated. The back surface of the fluorescent member 22 (the surface opposite to the irradiation surface 22a) is in contact with a support plate 25 made of aluminum. The fluorescent member 22 is formed by being deposited on the support plate 25 by, for example, electrophoresis. The support plate 25 has a width of about 10 mm, a length of about 10 mm, and a thickness of about 1 mm. The fluorescent member 22 has a width of about 10 mm, a length of about 10 mm, and a uniform thickness of about 0.1 mm. As shown in FIG. 11, the central portion of the irradiation surface 22 a of the fluorescent member 22 is irradiated with the laser beam condensed through the condenser lens 21. The fluorescent member 22 is excited in an elliptical shape that is long in the C direction, and fluorescence is emitted from the elliptical region (irradiation region S). In addition, the width | variety and length of the fluorescent member 22 and the support plate 25 are not limited above, It can change suitably according to the size of the irradiation area | region S irradiated with a laser beam. For example, it is also possible to irradiate the entire irradiation surface 22 a of the fluorescent member 22 with the fluorescent member 22 having only the area corresponding to the area irradiated with the laser light.

また、蛍光部材22は、例えば青紫色光(励起光)を赤色光、緑色光および青色光にそれぞれ変換して出射する3種類の蛍光体粒子を用いて形成されている。青紫色光を赤色光に変換する蛍光体としては、例えばCaAlSiN:Euが挙げられる。青紫色光を緑色光に変換する蛍光体としては、例えばβ−SiAlON:Euが挙げられる。青紫色光を青色光に変換する蛍光体としては、例えば(Ba,Sr)MgAl1017:Euが挙げられる。これらの蛍光体は無機のバインダー(シリカやTiOなど)により繋ぎ止められている。そして、蛍光部材22から出射する赤色光、緑色光および青色光の蛍光が混色されることによって、白色光が得られる。なお、赤色光は例えば約640nmの中心波長を有する光であり、緑色光は例えば約520nmの中心波長を有する光である。また、青色光は例えば約450nmの中心波長を有する光である。 The fluorescent member 22 is formed using, for example, three types of phosphor particles that convert blue-violet light (excitation light) into red light, green light, and blue light, respectively, and emit. Examples of the phosphor that converts blue-violet light into red light include CaAlSiN 3 : Eu. Examples of the phosphor that converts blue-violet light into green light include β-SiAlON: Eu. Examples of the phosphor that converts blue-violet light into blue light include (Ba, Sr) MgAl 10 O 17 : Eu. These phosphors are held together by an inorganic binder (such as silica or TiO 2 ). The red light, green light, and blue light emitted from the fluorescent member 22 are mixed to obtain white light. Note that red light is light having a center wavelength of about 640 nm, for example, and green light is light having a center wavelength of about 520 nm, for example. Blue light is light having a center wavelength of about 450 nm, for example.

また、蛍光部材22は図1に示すように、反射部材23の反射面23aの焦点F23を含む領域に配置されており、蛍光部材22の照射面22aの中心は、反射面23aの焦点F23と略一致している。なお、蛍光部材22は、反射部材23の反射面23aの焦点F23の近傍に配置されていてもよい。また、蛍光部材22の照射面22aは図12に示すように、投光方向(A方向)に向かって角度β1(例えば約27度)だけ、上側に傾斜している。   Further, as shown in FIG. 1, the fluorescent member 22 is disposed in a region including the focal point F23 of the reflecting surface 23a of the reflecting member 23, and the center of the irradiation surface 22a of the fluorescent member 22 is the same as the focal point F23 of the reflecting surface 23a. It is almost coincident. The fluorescent member 22 may be disposed in the vicinity of the focal point F23 of the reflecting surface 23a of the reflecting member 23. Further, as shown in FIG. 12, the irradiation surface 22a of the fluorescent member 22 is inclined upward by an angle β1 (for example, about 27 degrees) in the light projecting direction (A direction).

反射部材23の反射面23aは図1に示すように、蛍光部材22の照射面22aに対向するように配置されている。また、反射面23aは、例えば放物面の一部を含むように形成されている。具体的には、反射面23aは放物面を、その頂点V23と焦点F23とを結ぶ軸に直交(交差)する面で分割し、かつ、頂点V23と焦点F23とを結ぶ軸に平行な面で分割したような形状に形成されている。そして、反射面23aは、約30mmの深さ(B方向の長さ)を有するとともに、投光方向(A方向)から見て約30mmの半径を有する略半円形状に形成されている。   As shown in FIG. 1, the reflecting surface 23 a of the reflecting member 23 is disposed so as to face the irradiation surface 22 a of the fluorescent member 22. Moreover, the reflective surface 23a is formed so that a part of paraboloid may be included, for example. Specifically, the reflecting surface 23a is a surface that divides the paraboloid by a plane orthogonal to (intersects) the axis connecting the vertex V23 and the focal point F23, and parallel to the axis connecting the vertex V23 and the focal point F23. It is formed in the shape divided by. The reflecting surface 23a is formed in a substantially semicircular shape having a depth of about 30 mm (length in the B direction) and a radius of about 30 mm when viewed from the light projecting direction (A direction).

反射面23aは蛍光部材22からの光を所定の方向(A方向)に反射する機能を有する。また、反射部材23のうちの蛍光部材22の中心よりもB方向の部分には図1および図13に示すように、貫通穴23bが形成されている。この貫通穴23bは、反射部材23の外部に配置された半導体レーザ素子11からのレーザ光を通過させて蛍光部材22に到達させるために設けられている。   The reflecting surface 23a has a function of reflecting light from the fluorescent member 22 in a predetermined direction (A direction). Further, as shown in FIGS. 1 and 13, a through hole 23 b is formed in a portion in the B direction from the center of the fluorescent member 22 in the reflecting member 23. The through hole 23 b is provided to allow the laser light from the semiconductor laser element 11 disposed outside the reflecting member 23 to pass through and reach the fluorescent member 22.

なお、反射部材23は金属により形成されていてもよいし、樹脂の表面に反射膜を設けることにより形成されていてもよい。   The reflecting member 23 may be made of metal or may be formed by providing a reflecting film on the surface of the resin.

反射部材23には取付部材24が固定されている。この取付部材24の上面24aは光を反射する機能を有するように形成されていることが好ましい。取付部材24は例えばAlやCuなどの良好な熱伝導性を有する金属により形成されており、蛍光部材22で発生した熱を放熱する機能を有する。また、取付部材24の上面24aには、蛍光部材22および支持板25を固定するための取付部24bが一体的に形成されている。また、図12に示すように、取付部24bの取付面24cは、投光方向(A方向)に向かって角度β1(例えば約27度)だけ、上側に傾斜している。なお、取付部材24の下面には、放熱フィン(図示せず)が設けられていることが好ましい。   An attachment member 24 is fixed to the reflection member 23. The upper surface 24a of the mounting member 24 is preferably formed so as to have a function of reflecting light. The attachment member 24 is formed of a metal having good thermal conductivity such as Al or Cu, and has a function of radiating heat generated in the fluorescent member 22. In addition, an attachment portion 24 b for fixing the fluorescent member 22 and the support plate 25 is integrally formed on the upper surface 24 a of the attachment member 24. As shown in FIG. 12, the mounting surface 24c of the mounting portion 24b is inclined upward by an angle β1 (for example, about 27 degrees) in the light projecting direction (A direction). In addition, it is preferable that a heat radiating fin (not shown) is provided on the lower surface of the mounting member 24.

次に、図14を参照して、投光装置1から出射される光の投光パターンについて説明する。図14では、投光装置1の25m前方の位置に仮想スクリーンを配置したと仮定して、その仮想スクリーンに投影される投光パターンPについて説明する。反射部材23により投光された光の投光パターンPは、蛍光部材22の照射領域Sの形状を反映して、水平方向(C方向)の長さが上下方向の長さよりも大きい楕円形状(横長形状)になる。この横長形状の投光パターンPは、投光装置1を自動車の前照灯として用いる場合に、道路の中央と、左右の歩道および道路標識とを効率的に照明するのに適した形状となる。なお、投光パターンPの中央の領域R1(自動車の真正面の領域)の照度が最も高くなり、領域R1から離れるにしたがって照度が低くなる。すなわち、領域R1、R2およびR3の順に照度が低くなる。   Next, a light projection pattern of light emitted from the light projecting device 1 will be described with reference to FIG. In FIG. 14, the light projection pattern P projected on the virtual screen will be described on the assumption that the virtual screen is arranged at a position 25 m ahead of the light projecting device 1. The light projection pattern P of the light projected by the reflecting member 23 reflects the shape of the irradiation region S of the fluorescent member 22 and has an elliptical shape in which the length in the horizontal direction (C direction) is larger than the length in the vertical direction ( Landscape shape). This horizontally long light projecting pattern P has a shape suitable for efficiently illuminating the center of the road and the left and right sidewalks and road signs when the light projecting device 1 is used as a headlight of an automobile. . Note that the illuminance of the central region R1 (region directly in front of the automobile) of the light projection pattern P is the highest, and the illuminance decreases as the distance from the region R1 increases. That is, the illuminance decreases in the order of the regions R1, R2, and R3.

本実施形態では、上記のように、複数の半導体レーザ素子11から出射したレーザ光を透過して蛍光部材22に照射する集光レンズ21を備える。これにより、複数の半導体レーザ素子11に対して1つ(共通)の集光レンズ21を調整すればよいので、投光装置1の製造時間を短縮することができる。また、複数の半導体レーザ素子11に対して共通の集光レンズ21を設けるので、部品点数を削減することができるとともに、小型化することができる。   In the present embodiment, as described above, the condenser lens 21 that transmits the laser light emitted from the plurality of semiconductor laser elements 11 and irradiates the fluorescent member 22 is provided. Accordingly, one (common) condenser lens 21 may be adjusted for the plurality of semiconductor laser elements 11, and thus the manufacturing time of the light projecting device 1 can be shortened. In addition, since the common condenser lens 21 is provided for the plurality of semiconductor laser elements 11, the number of parts can be reduced and the size can be reduced.

また、上記のように、集光レンズ21はレーザ光をC方向には集光しないので、半導体レーザ素子11と集光レンズ21との光学的調整をC方向には行う必要がない。これにより、半導体レーザ素子11と集光レンズ21との光学的調整をより容易に行うことができ、投光装置1の製造時間をより短縮することができる。また、集光レンズ21は、レーザ光をD方向に集光するので、蛍光部材22の照射領域SのD方向の長さLdを集光レンズ21により制御することができる。また、集光レンズ21はレーザ光をC方向には集光せずD方向にのみ集光するので、蛍光部材22の照射領域Sを容易に横長形状にすることができるとともに、投光パターンPを容易に横長形状にすることができる。   Further, as described above, since the condensing lens 21 does not condense laser light in the C direction, it is not necessary to perform optical adjustment between the semiconductor laser element 11 and the condensing lens 21 in the C direction. Thereby, optical adjustment with the semiconductor laser element 11 and the condensing lens 21 can be performed more easily, and the manufacturing time of the light projector 1 can be shortened more. In addition, since the condenser lens 21 condenses the laser light in the D direction, the length Ld of the irradiation region S of the fluorescent member 22 in the D direction can be controlled by the condenser lens 21. Further, since the condensing lens 21 does not condense the laser light in the C direction but condenses only in the D direction, the irradiation region S of the fluorescent member 22 can be easily formed into a horizontally long shape, and the light projection pattern P Can be easily formed into a horizontally long shape.

また、上記のように、複数の半導体レーザ素子11をC方向に配列させることによって、複数の半導体レーザ素子11から出射した各レーザ光のD方向のばらつきを無くすことができる。また、複数の半導体レーザ素子11を配列させることによって、レーザ発生装置10を容易に小型化することができる。   Further, as described above, by arranging the plurality of semiconductor laser elements 11 in the C direction, variations in the D direction of the laser beams emitted from the plurality of semiconductor laser elements 11 can be eliminated. In addition, by arranging a plurality of semiconductor laser elements 11, the laser generator 10 can be easily downsized.

また、上記のように、半導体レーザ素子11から出射したレーザ光を集光レンズ21のみを用いて蛍光部材22に照射する。これにより、レーザ光の損失を十分低減することができ、半導体レーザ素子11から出射したレーザ光の約98%を蛍光部材に到達させることができた。   Further, as described above, the fluorescent member 22 is irradiated with the laser light emitted from the semiconductor laser element 11 using only the condenser lens 21. Thereby, the loss of the laser beam can be sufficiently reduced, and about 98% of the laser beam emitted from the semiconductor laser element 11 can reach the fluorescent member.

また、上記のように、複数の半導体レーザ素子11は同一の基板(ヒートスプレッド12)上に設けられている。これにより、同一平面内に配列された複数の半導体レーザ素子11を容易に得ることができるとともに、複数の半導体レーザ素子11から出射した各レーザ光のD方向のばらつきを容易に無くすことができる。   As described above, the plurality of semiconductor laser elements 11 are provided on the same substrate (heat spread 12). As a result, a plurality of semiconductor laser elements 11 arranged in the same plane can be easily obtained, and variations in the D direction of the laser beams emitted from the plurality of semiconductor laser elements 11 can be easily eliminated.

また、上記のように、複数の半導体レーザ素子11はレーザ光の長軸方向と直交する方向(略短軸方向)に配列されている。これにより、集光レンズ21によりレーザ光を長軸方向(D方向)に集光することができる。これにより、蛍光部材22の照射領域Sが長軸方向に大きくなるのを抑制することができるので、特に有効である。   As described above, the plurality of semiconductor laser elements 11 are arranged in a direction (substantially short axis direction) orthogonal to the long axis direction of the laser light. Thereby, the laser beam can be condensed in the major axis direction (D direction) by the condenser lens 21. Thereby, since it can suppress that the irradiation area | region S of the fluorescent member 22 becomes large in a major axis direction, it is especially effective.

また、上記のように、複数の半導体レーザ素子11から出射した各レーザ光の光軸Iが半導体レーザ素子11から離れるにしたがって互いに近づくように、複数の半導体レーザ素子11は配置されている。これにより、蛍光部材22の照射領域SがC方向に大きくなるのを抑制することができる。   Further, as described above, the plurality of semiconductor laser elements 11 are arranged so that the optical axes I of the respective laser beams emitted from the plurality of semiconductor laser elements 11 approach each other as the distance from the semiconductor laser element 11 increases. Thereby, it can suppress that the irradiation area | region S of the fluorescent member 22 becomes large in a C direction.

また、上記のように、反射部材23を設けることによって、蛍光部材22から出射した光を所定の方向に容易に投光することができる。   Further, as described above, by providing the reflecting member 23, the light emitted from the fluorescent member 22 can be easily projected in a predetermined direction.

また、上記のように、反射部材23には、半導体レーザ素子11からのレーザ光を通過させて蛍光部材22に到達させる貫通穴23bが形成されている。これにより、反射部材23の外部に配置された半導体レーザ素子11から出射したレーザ光を蛍光部材22に容易に照射することができる。   Further, as described above, the reflecting member 23 is formed with a through hole 23 b that allows the laser light from the semiconductor laser element 11 to pass through and reaches the fluorescent member 22. Thereby, the fluorescent light 22 can be easily irradiated with the laser light emitted from the semiconductor laser element 11 disposed outside the reflecting member 23.

また、上記のように、集光レンズ21はシリンドリカルレンズにより形成されている。これにより、C方向に配列された複数の半導体レーザ素子11から出射したレーザ光を透過して蛍光部材22に照射するように、集光レンズ21を容易に形成することができる。また、レーザ光をC方向に集光せずD方向に集光するように、集光レンズ21を容易に形成することができる。   Further, as described above, the condenser lens 21 is formed of a cylindrical lens. Thereby, the condensing lens 21 can be easily formed so as to transmit the laser light emitted from the plurality of semiconductor laser elements 11 arranged in the C direction and irradiate the fluorescent member 22. Further, the condensing lens 21 can be easily formed so that the laser beam is not condensed in the C direction but in the D direction.

また、上記のように、収納部材13の開口部にカバー部材15を取り付け、集光レンズ21をカバー部材15に固定する。これにより、半導体レーザ素子11と集光レンズ21との光学的調整をより容易に行うことができる。また、集光レンズ21をカバー部材15に固定した後では複数の半導体レーザ素子11と集光レンズ21とを1つの部品として取り扱うことができるので、投光装置1の製造をより容易に行うことができる。   Further, as described above, the cover member 15 is attached to the opening of the storage member 13, and the condenser lens 21 is fixed to the cover member 15. Thereby, optical adjustment of the semiconductor laser element 11 and the condensing lens 21 can be performed more easily. In addition, since the plurality of semiconductor laser elements 11 and the condensing lens 21 can be handled as one component after the condensing lens 21 is fixed to the cover member 15, the light projecting device 1 can be manufactured more easily. Can do.

(第2実施形態)
この第2実施形態では、図15〜図22を参照して、上記第1実施形態と異なり、レーザ光の光軸Iと蛍光部材22の照射面22aとの交点が複数点である場合について説明する。
(Second Embodiment)
In the second embodiment, with reference to FIGS. 15 to 22, unlike the first embodiment, a case where there are a plurality of intersections between the optical axis I of the laser beam and the irradiation surface 22a of the fluorescent member 22 will be described. To do.

まず、図15および図16を参照して、本発明の第2実施形態による投光装置の構造について説明する。   First, with reference to FIG. 15 and FIG. 16, the structure of the light projection apparatus by 2nd Embodiment of this invention is demonstrated.

本発明の第2実施形態による投光装置では図15に示すように、複数の半導体レーザ素子11から出射し集光レンズ21を透過した各レーザ光の光軸Iと蛍光部材22の照射面22aとの交点が複数点となるように、複数の半導体レーザ素子11が配置されている。本実施形態では、各レーザ光の光軸Iと蛍光部材22の照射面22aとの交点は、半導体レーザ素子11と同じ数だけ設けられる。   In the light projecting device according to the second embodiment of the present invention, as shown in FIG. 15, the optical axis I of each laser beam emitted from the plurality of semiconductor laser elements 11 and transmitted through the condenser lens 21 and the irradiation surface 22 a of the fluorescent member 22. A plurality of semiconductor laser elements 11 are arranged so that there are a plurality of points of intersection with. In the present embodiment, the same number of intersections between the optical axis I of each laser beam and the irradiation surface 22 a of the fluorescent member 22 are provided as in the semiconductor laser element 11.

各レーザ光により励起される照射領域Sは図16に示すように、C方向に約0.5mmのピッチ(Lp1)で配置される。このため、全て(例えば11個)の半導体レーザ素子11が通電されて駆動されると、蛍光部材22の照射面22aはC方向に約6.7mmの幅(Ls1)で励起される。なお、本実施形態では蛍光部材22はC方向に延びる細長形状に形成されている。   As shown in FIG. 16, the irradiation areas S excited by the respective laser beams are arranged at a pitch (Lp1) of about 0.5 mm in the C direction. For this reason, when all (for example, 11) semiconductor laser elements 11 are energized and driven, the irradiation surface 22a of the fluorescent member 22 is excited with a width (Ls1) of about 6.7 mm in the C direction. In the present embodiment, the fluorescent member 22 is formed in an elongated shape extending in the C direction.

電力供給部30は、複数の半導体レーザ素子11に個別に通電して駆動できるように構成されている。   The power supply unit 30 is configured to be able to be driven by energizing the plurality of semiconductor laser elements 11 individually.

制御部31は、投光装置の主スイッチだけでなく、方向指示器を駆動/停止するためのスイッチやステアリング(ハンドル)の操舵角を検出する舵角検出器に接続されている。   The control unit 31 is connected not only to the main switch of the light projecting device but also to a switch for driving / stopping the direction indicator and a rudder angle detector for detecting the steering angle of the steering (handle).

なお、第2実施形態のその他の構造は、上記第1実施形態と同様である。   The remaining structure of the second embodiment is the same as that of the first embodiment.

次に、図17〜図22を参照して、投光装置の動作および蛍光部材22の照射領域Sについて説明する。   Next, the operation of the light projecting device and the irradiation region S of the fluorescent member 22 will be described with reference to FIGS.

この投光装置では、投光装置の主スイッチが運転者によりオンされると、制御部31により、複数(例えば11個)の半導体レーザ素子11のうちの内側の7個だけが通電されて駆動される。すなわち、複数の半導体レーザ素子11のうちの両端の2個ずつは、駆動されない。この場合、図17に示すように蛍光部材22が励起される。なお、図17、図18、図21および図22のハッチングされた照射領域Sは励起光が照射されていることを示しており、ハッチングされていない照射領域S(破線で示した照射領域S)は励起光が照射されていないことを示している。   In this light projecting device, when the main switch of the light projecting device is turned on by the driver, the control unit 31 energizes and drives only the inner seven of the plural (for example, eleven) semiconductor laser elements 11. Is done. That is, two of the semiconductor laser elements 11 at both ends are not driven. In this case, the fluorescent member 22 is excited as shown in FIG. The hatched irradiation area S in FIGS. 17, 18, 21, and 22 indicates that the excitation light is irradiated, and the irradiation area S that is not hatched (irradiation area S indicated by a broken line). Indicates that no excitation light is irradiated.

次に、自動車が右折する際に、右折用の方向指示器のスイッチが運転者によりオンされたり、ハンドルが右折側に操作されると、制御部31により、複数の半導体レーザ素子11のうちの右側端部の2個が通電されて駆動される。この場合、図18に示すように蛍光部材22が励起される。   Next, when the vehicle turns right, when the driver turns on the right turn direction indicator or the handle is operated to the right turn side, the control unit 31 causes the semiconductor laser element 11 to Two of the right end portions are energized and driven. In this case, the fluorescent member 22 is excited as shown in FIG.

ここで、図19に示すように、蛍光部材22のうちの反射面23aの焦点F23に対応する部分から出射した光は、反射面23aにより平行光にされて投光される。その一方、図20に示すように、反射面23aの焦点F23から右側(C方向)にずれた位置から出射した光は、反射面23aにより右側(C方向)に広がった状態で投光される。このため、蛍光部材22を図18のように励起すると、投光装置から出射した光の投光パターンPは右側(C方向)に広がる。すなわち、自動車の曲がる方向を照明することが可能となる。   Here, as shown in FIG. 19, the light emitted from the portion of the fluorescent member 22 corresponding to the focal point F23 of the reflecting surface 23a is collimated and projected by the reflecting surface 23a. On the other hand, as shown in FIG. 20, light emitted from a position shifted to the right (C direction) from the focal point F23 of the reflecting surface 23a is projected in a state of being spread to the right (C direction) by the reflecting surface 23a. . For this reason, when the fluorescent member 22 is excited as shown in FIG. 18, the light projection pattern P of the light emitted from the light projecting device spreads to the right (C direction). That is, it becomes possible to illuminate the direction in which the automobile bends.

逆に、自動車が左折する際に、左折用の方向指示器のスイッチが運転者によりオンされたり、ハンドルが左折側に操作されると、制御部31により、複数の半導体レーザ素子11のうちの左側端部の2個が通電されて駆動される。この場合、図21に示すように蛍光部材22が励起される。これにより、投光装置から出射した光の投光パターンPは左側に広がる。   On the other hand, when the left turn direction indicator switch is turned on by the driver or when the steering wheel is operated to the left turn side when the automobile turns left, the control unit 31 causes the control unit 31 to select one of the plurality of semiconductor laser elements 11. Two of the left end portions are energized and driven. In this case, the fluorescent member 22 is excited as shown in FIG. Thereby, the light projection pattern P of the light emitted from the light projecting device spreads to the left side.

なお、右折や左折に関係なく、全ての半導体レーザ素子11を駆動できるように構成してもよい。この場合、図22に示すように蛍光部材22が励起され、左右により広い領域を照明することが可能となる。例えば、自動車が高速で走行する場合には、複数の半導体レーザ素子11のうちの内側の半導体レーザ素子11だけが駆動され、蛍光部材22のうちの焦点F23に近い部分のみが励起されてもよい。この場合、左右の領域を無駄に照明するのを抑制することが可能である。また例えば、自動車が市街地などを低速で走行する場合には、全ての半導体レーザ素子11が駆動され、左右に広い領域が照明されてもよい。自動車の速度を検出する車速センサを制御部31に接続すれば、自動車の速度に応じて投光装置の照明領域(投光領域)を容易に制御することが可能である。   In addition, you may comprise so that all the semiconductor laser elements 11 can be driven irrespective of a right turn or a left turn. In this case, as shown in FIG. 22, the fluorescent member 22 is excited, and a wider area can be illuminated on the left and right. For example, when an automobile travels at a high speed, only the inner semiconductor laser element 11 of the plurality of semiconductor laser elements 11 is driven, and only a portion near the focal point F23 of the fluorescent member 22 may be excited. . In this case, it is possible to suppress unnecessary illumination of the left and right regions. For example, when a car travels at a low speed in an urban area or the like, all the semiconductor laser elements 11 may be driven to illuminate a wide area on the left and right. If a vehicle speed sensor that detects the speed of the automobile is connected to the control unit 31, it is possible to easily control the illumination area (projection area) of the floodlight according to the speed of the automobile.

本実施形態では、上記のように、複数の半導体レーザ素子11から出射し集光レンズ21を透過した各レーザ光の光軸Iと蛍光部材22の照射面22aとの交点は、複数点であり、複数の半導体レーザ素子11は個別に通電されて駆動される。これにより、蛍光部材22の照射領域S(蛍光部材22の励起パターン)を変化させることができるので、投光装置1から出射する光の投光パターンPを変化させることができる。   In the present embodiment, as described above, there are a plurality of intersections between the optical axis I of each laser beam emitted from the plurality of semiconductor laser elements 11 and transmitted through the condenser lens 21 and the irradiation surface 22a of the fluorescent member 22. The plurality of semiconductor laser elements 11 are individually energized and driven. Thereby, since the irradiation area | region S (excitation pattern of the fluorescent member 22) of the fluorescent member 22 can be changed, the light projection pattern P of the light radiate | emitted from the light projector 1 can be changed.

第2実施形態のその他の効果は、上記第1実施形態と同様である。   Other effects of the second embodiment are the same as those of the first embodiment.

(第3実施形態)
この第3実施形態では、図23〜図25を参照して、上記第2実施形態と異なり、投光装置が前照灯(灯具)と方向指示器(灯具)とを兼ねる場合について説明する。なお、本実施形態では、説明を簡略化するために、投光装置が前照灯と右折用の方向指示器とを兼ねる場合について説明するが、投光装置が前照灯と左折用の方向指示器とを兼ねる場合は、投光装置の構造を左右反転させればよい。
(Third embodiment)
In the third embodiment, with reference to FIGS. 23 to 25, a case where the light projecting apparatus serves as a headlamp (lamp) and a direction indicator (lamp) will be described, unlike the second embodiment. In this embodiment, in order to simplify the description, a case where the light projecting device serves as both a headlamp and a right turn direction indicator will be described. However, the light projecting device serves as a headlight and a left turn direction. In the case of serving also as an indicator, the structure of the light projecting device may be reversed left and right.

まず、図23を参照して、本発明の第3実施形態による投光装置の構造について説明する。   First, with reference to FIG. 23, the structure of the light projector by 3rd Embodiment of this invention is demonstrated.

本発明の第3実施形態による投光装置は図23に示すように、蛍光部材122aおよび122bを備える。蛍光部材122aは、励起光(レーザ光)が照射されることにより白色光(例えば赤色光、緑色光および青色光の3種類の光)を出射する白色蛍光体(例えば赤色蛍光体、緑色蛍光体および青色蛍光体の3種類の蛍光体)を含む。蛍光部材122bは、励起光(レーザ光)が照射されることにより橙色光を出射する橙色蛍光体を含む。白色蛍光体は前照灯の光源として機能し、橙色蛍光体は方向指示器の光源として機能する。なお、橙色蛍光体としては、例えばα−SiAlON:Euが挙げられる。   The light projecting device according to the third embodiment of the present invention includes fluorescent members 122a and 122b as shown in FIG. The fluorescent member 122a emits white light (for example, three types of light of red light, green light, and blue light) when irradiated with excitation light (laser light) (for example, red phosphor and green phosphor). And three types of phosphors of blue phosphor). The fluorescent member 122b includes an orange phosphor that emits orange light when irradiated with excitation light (laser light). The white phosphor functions as a light source for the headlamp, and the orange phosphor functions as a light source for the direction indicator. An example of the orange phosphor is α-SiAlON: Eu.

本実施形態では、複数の半導体レーザ素子11から出射し集光レンズ21を透過した各レーザ光の光軸Iと蛍光部材122aおよび122bの照射面との交点が複数点(例えば2点)となるように、複数の半導体レーザ素子11が配置されている。具体的には、例えば、複数の半導体レーザ素子11のうちの左側端部から9個は蛍光部材122aを照射するように配置されており、残りの2個(右側端部の2個)は蛍光部材122bを照射するように配置されている。すなわち、上記複数の交点は、レーザ光が照射されることにより白色光を出射する点と、レーザ光が照射されることにより橙色光を出射する点とを含んでいる。   In the present embodiment, the intersections between the optical axis I of each laser beam emitted from the plurality of semiconductor laser elements 11 and transmitted through the condenser lens 21 and the irradiation surfaces of the fluorescent members 122a and 122b are a plurality of points (for example, two points). As described above, a plurality of semiconductor laser elements 11 are arranged. Specifically, for example, nine of the plurality of semiconductor laser elements 11 from the left end are arranged to irradiate the fluorescent member 122a, and the remaining two (two at the right end) are fluorescent. It arrange | positions so that the member 122b may be irradiated. That is, the plurality of intersections include a point that emits white light when irradiated with laser light and a point that emits orange light when irradiated with laser light.

蛍光部材122aは、反射部材23の反射面23aの焦点F23を含む領域に配置されている。その一方、蛍光部材122bは、反射部材23の反射面23aの焦点F23から右側に所定の距離を隔てて配置されている。なお、方向指示器は橙色光を広い角度範囲に投光するものであり、橙色光を所定方向に向かって投光する必要がないので、蛍光部材122bは図23に示した位置よりもさらに反射面23aの焦点F23から離れて配置されていてもよい。   The fluorescent member 122a is disposed in a region including the focal point F23 of the reflecting surface 23a of the reflecting member 23. On the other hand, the fluorescent member 122b is disposed on the right side from the focal point F23 of the reflecting surface 23a of the reflecting member 23 at a predetermined distance. The direction indicator projects orange light in a wide angle range, and it is not necessary to project orange light in a predetermined direction. Therefore, the fluorescent member 122b reflects more than the position shown in FIG. You may arrange | position away from the focus F23 of the surface 23a.

なお、第3実施形態のその他の構造は、上記第2実施形態と同様である。   The remaining structure of the third embodiment is similar to that of the aforementioned second embodiment.

次に、図24および図25を参照して、投光装置の動作および蛍光部材122aおよび122bの照射領域Sについて説明する。   Next, with reference to FIGS. 24 and 25, the operation of the light projecting device and the irradiation region S of the fluorescent members 122a and 122b will be described.

この投光装置では、投光装置の主スイッチが運転者によりオンされると、制御部31により、複数(例えば11個)の半導体レーザ素子11のうちの左側端部から9個が通電されて駆動される。すなわち、複数の半導体レーザ素子11のうちの右側端部の2個だけが、駆動されない。この場合、図24に示すように蛍光部材122aが励起される。なお、図24および図25のハッチングされた照射領域Sは励起光が照射されていることを示しており、ハッチングされていない照射領域S(破線で示した照射領域S)は励起光が照射されていないことを示している。   In this light projecting device, when the main switch of the light projecting device is turned on by the driver, nine of the plural (for example, eleven) semiconductor laser elements 11 are energized from the left end portion by the control unit 31. Driven. That is, only two of the right end portions of the plurality of semiconductor laser elements 11 are not driven. In this case, the fluorescent member 122a is excited as shown in FIG. 24 and 25, the hatched irradiation region S indicates that the excitation light is irradiated, and the irradiation region S that is not hatched (the irradiation region S indicated by the broken line) is irradiated with the excitation light. Indicates that it is not.

次に、自動車が右折する際に、右折用の方向指示器のスイッチが運転者によりオンされると、制御部31により、複数の半導体レーザ素子11のうちの右側端部の2個が点滅駆動される。この場合、図24の状態と図25の状態とが繰り返され、投光装置は前照灯として機能しながら、方向指示器としても機能する。   Next, when the right turn direction indicator switch is turned on by the driver when the vehicle turns right, the control unit 31 drives the two right end portions of the plurality of semiconductor laser elements 11 to blink. Is done. In this case, the state of FIG. 24 and the state of FIG. 25 are repeated, and the light projector functions as a headlamp and also functions as a direction indicator.

本実施形態では、上記のように、レーザ光が照射されることにより白色光を出射する白色蛍光体を含む蛍光部材122aと、レーザ光が照射されることにより橙色光を出射する橙色蛍光体を含む蛍光部材122bとを備え、白色蛍光体は自動車用の前照灯の光源として機能し、橙色蛍光体は自動車用の方向指示器の光源として機能する。これにより、1つの投光装置で前照灯と方向指示器とを兼ねることができるので、特に有効である。   In the present embodiment, as described above, the fluorescent member 122a including a white phosphor that emits white light when irradiated with laser light, and the orange phosphor that emits orange light when irradiated with laser light. The white phosphor functions as a light source for a headlight for an automobile, and the orange phosphor functions as a light source for a direction indicator for an automobile. Thereby, since one light projector can serve as a headlamp and a direction indicator, it is particularly effective.

第3実施形態のその他の効果は、上記第2実施形態と同様である。   Other effects of the third embodiment are the same as those of the second embodiment.

(第4実施形態)
次に、図26を参照して、本発明の第4実施形態による投光装置201の構造について説明する。
(Fourth embodiment)
Next, with reference to FIG. 26, the structure of the light projection apparatus 201 by 4th Embodiment of this invention is demonstrated.

本発明の第4実施形態による投光装置201では図26に示すように、投光ユニット220は、集光レンズ21と、蛍光部材22と、反射部材23と、蛍光部材22を支持する支持部材224と、蛍光部材22から出射し反射部材23で反射された光を透過するレンズ240(投光部材)とを含んでいる。   In the light projecting device 201 according to the fourth embodiment of the present invention, as shown in FIG. 26, the light projecting unit 220 includes a condenser lens 21, a fluorescent member 22, a reflecting member 23, and a support member that supports the fluorescent member 22. 224 and a lens 240 (light projecting member) that transmits the light emitted from the fluorescent member 22 and reflected by the reflecting member 23.

本実施形態では、反射部材23の反射面23aは楕円面の一部を含むように形成されている。具体的には、反射面23aは楕円面を、その第1焦点F23aと第2焦点F23bとを結ぶ軸に直交(交差)する面で分割したような形状に形成されている。反射面23aは約30mmの深さ(B方向の長さ)を有するとともに、投光方向(A方向)から見て約30mmの半径を有する円形状に形成されている。また、反射部材23の頂点部分に、貫通穴23bが形成されている。   In the present embodiment, the reflecting surface 23a of the reflecting member 23 is formed so as to include a part of an elliptical surface. Specifically, the reflecting surface 23a is formed in a shape that is obtained by dividing an elliptical surface by a surface that is orthogonal (intersects) with an axis connecting the first focal point F23a and the second focal point F23b. The reflection surface 23a has a depth of about 30 mm (length in the B direction) and is formed in a circular shape having a radius of about 30 mm when viewed from the light projecting direction (A direction). A through hole 23 b is formed at the apex portion of the reflecting member 23.

なお、本明細書および特許請求の範囲において、第1焦点とは、反射面の頂点に近い方の焦点のことを言い、第2焦点とは、反射面の頂点から遠い方の焦点のことを言う。   In the present specification and claims, the first focus refers to a focus closer to the top of the reflecting surface, and the second focus refers to the focus far from the top of the reflecting surface. say.

蛍光部材22は、反射部材23の反射面23aの第1焦点F23aを含む領域に配置されている。蛍光部材22は例えば金属からなる支持部材224上に設けられている。例えば、蛍光部材22は、蛍光体粒子を含有する樹脂を支持部材224上に塗布して硬化させることによって、形成されている。支持部材224は反射部材23の反射面23aに固定されている。支持部材224は、蛍光部材22から出射した光を透過する例えばガラスや樹脂などにより形成されていてもよい。なお、支持部材224を金属により形成すれば、蛍光部材22で発生する熱を効率よく放熱させることが可能である。その一方、支持部材224を透明なガラスや樹脂により形成すれば、光が支持部材224で遮られるのを抑制することが可能であり、光の利用効率を向上させることが可能である。   The fluorescent member 22 is disposed in a region including the first focal point F23a of the reflecting surface 23a of the reflecting member 23. The fluorescent member 22 is provided on a support member 224 made of, for example, metal. For example, the fluorescent member 22 is formed by applying a resin containing phosphor particles on the support member 224 and curing it. The support member 224 is fixed to the reflection surface 23 a of the reflection member 23. The support member 224 may be formed of, for example, glass or resin that transmits light emitted from the fluorescent member 22. Note that if the support member 224 is made of metal, it is possible to efficiently dissipate heat generated in the fluorescent member 22. On the other hand, if the support member 224 is formed of transparent glass or resin, light can be prevented from being blocked by the support member 224, and light use efficiency can be improved.

レンズ240(投光部材)は反射部材23の前方に配置されている。レンズ240は約30mmの半径を有する。このレンズ240の焦点F240と反射部材23の反射面23aの第2焦点F23bとは略一致している。なお、レンズ240は平凸レンズであってもよいし、両凸レンズやその他の形状であってもよい。   The lens 240 (light projecting member) is disposed in front of the reflecting member 23. The lens 240 has a radius of about 30 mm. The focal point F240 of the lens 240 and the second focal point F23b of the reflecting surface 23a of the reflecting member 23 substantially coincide with each other. The lens 240 may be a plano-convex lens, a biconvex lens, or other shapes.

本実施形態では、蛍光部材22から出射した光は、反射部材23の反射面23aで反射され、反射面23aの第2焦点F23bを通過してレンズ240により投光される。   In the present embodiment, the light emitted from the fluorescent member 22 is reflected by the reflecting surface 23a of the reflecting member 23, passes through the second focal point F23b of the reflecting surface 23a, and is projected by the lens 240.

第4実施形態のその他の構造は、上記第1〜第3実施形態と同様である。   Other structures of the fourth embodiment are the same as those of the first to third embodiments.

本実施形態では、上記のように、レンズ240を設けることによって、蛍光部材22から出射した光を所定の方向に容易に投光することができる。なお、レンズ240を用いて光を投光する場合、レンズ240を設けずに光を反射部材23により投光する場合に比べて、投光パターンPは照射領域Sの形状をより反映しやすくなる。   In the present embodiment, by providing the lens 240 as described above, the light emitted from the fluorescent member 22 can be easily projected in a predetermined direction. When light is projected using the lens 240, the light projection pattern P more easily reflects the shape of the irradiation region S than when light is projected by the reflecting member 23 without providing the lens 240. .

第4実施形態のその他の効果は、上記第1〜第3実施形態と同様である。   Other effects of the fourth embodiment are the same as those of the first to third embodiments.

(第5実施形態)
次に、図27を参照して、本発明の第5実施形態による投光装置301の構造について説明する。
(Fifth embodiment)
Next, with reference to FIG. 27, the structure of the light projector 301 by 5th Embodiment of this invention is demonstrated.

本発明の第5実施形態による投光装置301では図27に示すように、反射部材23には貫通穴23bが形成されておらず、取付部材24に貫通穴24dが形成されている。この貫通穴24dの下側に、レーザ発生装置10が配置されている。また、貫通穴24dの上側には、支持板25および蛍光部材22が配置されている。支持板25は透明なガラスや樹脂により形成されている。   In the light projecting device 301 according to the fifth embodiment of the present invention, as shown in FIG. 27, the through hole 23b is not formed in the reflecting member 23, and the through hole 24d is formed in the mounting member 24. The laser generator 10 is disposed below the through hole 24d. A support plate 25 and a fluorescent member 22 are disposed above the through hole 24d. The support plate 25 is made of transparent glass or resin.

本実施形態の蛍光部材22は、レーザ光が照射されると背面(照射面22aとは反対側の面)から蛍光を出射する。例えば、蛍光部材22の厚みを小さくしたり、蛍光体粒子の密度を低くすれば、背面から蛍光を容易に出射させることが可能である。   The fluorescent member 22 of the present embodiment emits fluorescence from the back surface (surface opposite to the irradiation surface 22a) when irradiated with laser light. For example, if the thickness of the fluorescent member 22 is reduced or the density of the phosphor particles is reduced, the fluorescence can be easily emitted from the back surface.

本実施形態では、集光レンズ21を透過した光は、支持板25を透過して蛍光部材22の照射面22aに照射される。そして、照射面22aとは反対側の面から蛍光が出射し、反射部材23の反射面23aにより投光される。   In the present embodiment, the light that has passed through the condenser lens 21 passes through the support plate 25 and is irradiated onto the irradiation surface 22 a of the fluorescent member 22. Then, the fluorescence is emitted from the surface opposite to the irradiation surface 22 a and is projected by the reflecting surface 23 a of the reflecting member 23.

第5実施形態のその他の構造および効果は、上記第1〜第3実施形態と同様である。   Other structures and effects of the fifth embodiment are the same as those of the first to third embodiments.

(第6実施形態)
次に、図28を参照して、本発明の第6実施形態による投光装置401の構造について説明する。
(Sixth embodiment)
Next, with reference to FIG. 28, the structure of the light projection apparatus 401 by 6th Embodiment of this invention is demonstrated.

本発明の第6実施形態による投光装置401では図28に示すように、投光ユニット420は、集光レンズ21と、蛍光部材22と、支持部材224と、蛍光部材22から出射した光を透過するレンズ240とを含んでいる。   In the light projecting device 401 according to the sixth embodiment of the present invention, as shown in FIG. 28, the light projecting unit 420 includes the condenser lens 21, the fluorescent member 22, the support member 224, and the light emitted from the fluorescent member 22. And a transparent lens 240.

蛍光部材22は、レーザ光が照射されると背面(照射面22aとは反対側の面)から蛍光を出射する。   The fluorescent member 22 emits fluorescence from the back surface (surface opposite to the irradiation surface 22a) when irradiated with laser light.

支持部材224は蛍光部材22から出射した光を透過するように形成されている。なお、支持部材224は励起光だけを遮光(吸収)するように形成されていてもよい。   The support member 224 is formed to transmit the light emitted from the fluorescent member 22. The support member 224 may be formed to shield (absorb) only the excitation light.

蛍光部材22はレンズ240の焦点F240を含む領域に配置されている。   The fluorescent member 22 is disposed in a region including the focal point F240 of the lens 240.

この投光装置401では、蛍光部材22の背面から出射した光が、レンズ240により投光される。   In the light projecting device 401, the light emitted from the back surface of the fluorescent member 22 is projected by the lens 240.

第6実施形態のその他の構造および効果は、上記第4実施形態と同様である。   Other structures and effects of the sixth embodiment are the same as those of the fourth embodiment.

なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。   The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above description of the embodiments but by the scope of claims for patent, and further includes all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of claims for patent.

例えば、上記実施形態では、本発明の投光装置を自動車の前照灯に用いた例について示したが、本発明はこれに限らない。本発明の投光装置を、飛行機、船舶、ロボット、バイクまたは自転車や、その他の移動体の前照灯に用いてもよい。   For example, in the said embodiment, although the example which used the light projector of this invention for the headlamp of the motor vehicle was shown, this invention is not restricted to this. You may use the light projection apparatus of this invention for the headlamp of an airplane, a ship, a robot, a motorcycle or a bicycle, and another moving body.

また、上記実施形態では、本発明の投光装置を前照灯に適用した例について示したが、本発明はこれに限らない。本発明の投光装置をダウンライトまたはスポットライトや、その他の投光装置に適用してもよい。   Moreover, although the said embodiment showed about the example which applied the light projector of this invention to the headlamp, this invention is not limited to this. You may apply the light projector of this invention to a downlight or a spotlight, and another light projector.

また、上記実施形態では、励起光を可視光に変換した例について示したが、本発明はこれに限らず、励起光を可視光以外の光に変換してもよい。例えば、励起光を赤外光に変換する場合には、セキュリティ用CCDカメラの夜間照明装置などにも適用可能である。   Moreover, although the example which converted excitation light into visible light was shown in the said embodiment, this invention is not limited to this, You may convert excitation light into light other than visible light. For example, when the excitation light is converted into infrared light, it can also be applied to a night illumination device of a security CCD camera.

また、上記実施形態では、白色光や橙色光を出射するように、励起光源(半導体レーザ素子)および蛍光部材を構成した例について示したが、本発明はこれに限らない。白色光や橙色光以外の光を出射するように、励起光源および蛍光部材を構成してもよい。   In the above embodiment, an example in which the excitation light source (semiconductor laser element) and the fluorescent member are configured to emit white light or orange light has been described, but the present invention is not limited to this. The excitation light source and the fluorescent member may be configured to emit light other than white light or orange light.

また、上記実施形態では、レーザ光を出射するレーザ発生器として、半導体レーザ素子を用いた例について示したが、本発明はこれに限らず、半導体レーザ素子以外のレーザ発生器を用いてもよい。   In the above embodiment, an example in which a semiconductor laser element is used as a laser generator that emits laser light has been described. However, the present invention is not limited to this, and a laser generator other than a semiconductor laser element may be used. .

また、上記実施形態で示した数値は一例であり、各数値は限定されない。   Moreover, the numerical value shown by the said embodiment is an example, and each numerical value is not limited.

また、上記実施形態では、複数の半導体レーザ素子が同一の実装基板に実装されている例について示したが、本発明はこれに限らず、1つの半導体基板上に複数のレーザ素子部(レーザ発生器)が形成されていてもよい。   In the above-described embodiment, an example in which a plurality of semiconductor laser elements are mounted on the same mounting board has been described. However, the present invention is not limited to this, and a plurality of laser element sections (laser generators) are formed on one semiconductor substrate. Container) may be formed.

また、上記実施形態の半導体レーザ素子から出射するレーザ光の中心波長や、蛍光部材を構成する蛍光体の種類は、適宜変更可能である。例えば、約450nmの中心波長を有する青色のレーザ光を出射する半導体レーザ素子と、青色のレーザ光の一部を黄色光に変換する蛍光体とを用いてもよい。この場合、青色光と黄色光とにより白色光が得られる。なお、青色のレーザ光の一部を黄色光に変換する蛍光体としては、例えば(Y1−x−yGdCeAl12(0.1≦x≦0.55、0.01≦y≦0.4)などが挙げられる。また、これに限らず、半導体レーザ素子から出射するレーザ光の中心波長は、紫外光〜可視光の範囲で任意に選択されてもよい。 In addition, the center wavelength of the laser light emitted from the semiconductor laser element of the above embodiment and the type of phosphor constituting the fluorescent member can be appropriately changed. For example, a semiconductor laser element that emits blue laser light having a center wavelength of about 450 nm and a phosphor that converts part of the blue laser light into yellow light may be used. In this case, white light is obtained by blue light and yellow light. As the phosphor that converts some of the blue laser light into yellow light, for example, (Y 1-x-y Gd x Ce y) 3 Al 5 O 12 (0.1 ≦ x ≦ 0.55,0 .01 ≦ y ≦ 0.4). Moreover, the present invention is not limited to this, and the center wavelength of the laser light emitted from the semiconductor laser element may be arbitrarily selected in the range of ultraviolet light to visible light.

また、上記実施形態では、投光部材として反射部材やレンズを用いた例について示したが、本発明はこれに限らず、反射部材やレンズ以外にプリズムなどを用いてもよい。   In the above embodiment, an example in which a reflecting member or a lens is used as the light projecting member has been described. However, the present invention is not limited to this, and a prism or the like may be used in addition to the reflecting member or the lens.

また、上記実施形態では、反射部材の反射面を放物面の一部または楕円面の一部により形成した例について示したが、本発明はこれに限らない。反射面を多数の曲面(例えば放物面)からなるマルチリフレクタや、多数の微細な平面が連続して設けられた自由曲面リフレクタなどにより形成してもよい。   Moreover, although the said embodiment showed about the example which formed the reflective surface of the reflective member by a part of paraboloid or a part of elliptical surface, this invention is not limited to this. The reflecting surface may be formed by a multi-reflector composed of a large number of curved surfaces (for example, a parabolic surface) or a free curved surface reflector provided with a large number of fine flat surfaces.

また、上記実施形態では、蛍光部材を横長(水平方向に長い形状)に励起した例について示したが、本発明はこれに限らない。蛍光部材を、例えば縦長(鉛直方向に長い形状)に励起してもよいし、斜め方向に長い形状に励起してもよい。   Moreover, in the said embodiment, although the example which excited the fluorescent member horizontally long (shape long in a horizontal direction) was shown, this invention is not limited to this. The fluorescent member may be excited, for example, in a vertically long shape (long shape in the vertical direction) or in a long shape in the oblique direction.

また、上記実施形態では、複数の半導体レーザ素子がレーザ光の長軸と直交する方向に配列されている例について示したが、本発明はこれに限らず、複数の半導体レーザ素子がレーザ光の短軸と直交する方向に配列されていてもよい。   In the above embodiment, an example in which a plurality of semiconductor laser elements are arranged in a direction orthogonal to the long axis of the laser beam has been described. However, the present invention is not limited to this, and the plurality of semiconductor laser elements are configured to emit laser light. You may arrange in the direction orthogonal to a short axis.

また、上記実施形態では、各レーザ光の光軸が半導体レーザ素子から離れるにしたがって互いに近づくように、複数の半導体レーザ素子が配置されている例について示したが、本発明はこれに限らない。各レーザ光の光軸が例えば平行になるように、複数の半導体レーザ素子が配置されていてもよい。   Moreover, although the said embodiment showed about the example in which the some semiconductor laser element is arrange | positioned so that the optical axis of each laser beam may mutually approach as it leaves | separates from a semiconductor laser element, this invention is not limited to this. A plurality of semiconductor laser elements may be arranged so that the optical axes of the laser beams are parallel, for example.

また、上記実施形態では、集光レンズをレーザ発生装置に取り付けた例について示したが、本発明はこれに限らない。例えば反射部材やその他の部材に集光レンズを取り付けてもよい。   In the above embodiment, an example in which the condenser lens is attached to the laser generator has been described, but the present invention is not limited to this. For example, you may attach a condensing lens to a reflective member or another member.

また、例えば上記第2実施形態では、複数の半導体レーザ素子に個別に通電して駆動する例について示したが、本発明はこれに限らない。複数の半導体レーザ素子を例えば左側端部の2個と、内側の7個と、右側端部の2個との3つのグループに分けて、グループ毎に通電して駆動してもよい。第3実施形態も同様に、複数の半導体レーザ素子を例えば左側端部から9個と、右側端部の2個との2つのグループに分けて、グループ毎に通電して駆動してもよい。   Further, for example, in the second embodiment, an example in which a plurality of semiconductor laser elements are individually energized and driven is shown, but the present invention is not limited to this. The plurality of semiconductor laser elements may be divided into three groups, for example, two at the left end, seven at the inner end, and two at the right end, and may be driven by energizing each group. Similarly, in the third embodiment, a plurality of semiconductor laser elements may be divided into two groups, for example, nine from the left end and two at the right end, and may be driven by energizing each group.

また、上記第2実施形態では、各レーザ光の光軸と蛍光部材の照射面との交点を、半導体レーザ素子と同じ数だけ設けた例について示したが、本発明はこれに限らない。例えば図29に示した本発明の変形例による投光装置のように、蛍光部材22に例えば3つの照射領域Sc、Sl、Srを設けてもよい。そして、例えば、内側の7個の半導体レーザ素子により蛍光部材22の中央の領域(照射領域Sc)を照射し、左側端部の2個の半導体レーザ素子により蛍光部材22の左側の領域(照射領域Sl)を照射し、右側端部の2個の半導体レーザ素子により蛍光部材22の右側の領域(照射領域Sr)を照射してもよい。この場合も、上記第2実施形態と同様、自動車の前方と、自動車の曲がる方向とを照明することができる。   In the second embodiment, the example in which the same number of intersections between the optical axis of each laser beam and the irradiation surface of the fluorescent member as the semiconductor laser element is provided, but the present invention is not limited to this. For example, like the light projecting device according to the modification of the present invention shown in FIG. 29, the fluorescent member 22 may be provided with, for example, three irradiation areas Sc, S1, and Sr. Then, for example, the central region (irradiation region Sc) of the fluorescent member 22 is irradiated by the seven semiconductor laser elements on the inner side, and the left region (irradiation region) of the fluorescent member 22 by the two semiconductor laser elements at the left end. S1) may be irradiated, and the right region (irradiation region Sr) of the fluorescent member 22 may be irradiated by the two semiconductor laser elements at the right end. Also in this case, similarly to the second embodiment, it is possible to illuminate the front of the automobile and the direction in which the automobile bends.

また、上述した実施形態および変形例の構成を適宜組み合わせて得られる構成についても、本発明の技術的範囲に含まれる。   Further, a configuration obtained by appropriately combining the configurations of the above-described embodiment and modification examples is also included in the technical scope of the present invention.

1、201、301、401 投光装置
11 半導体レーザ素子(レーザ発生器)
12 ヒートスプレッダ(基板)
13 収納部材
15 カバー部材
21 集光レンズ
22、122a、122b 蛍光部材
22a 照射面
23 反射部材(投光部材)
23b 貫通穴
240 レンズ(投光部材)
I 光軸
1, 201, 301, 401 Projection device 11 Semiconductor laser element (laser generator)
12 Heat spreader (substrate)
13 Storage member 15 Cover member 21 Condensing lens 22, 122a, 122b Fluorescent member 22a Irradiation surface 23 Reflecting member (light projecting member)
23b Through hole 240 Lens (light projecting member)
I Optical axis

Claims (16)

第1方向に配列され、レーザ光を出射する複数のレーザ発生器と、
前記レーザ光が照射され蛍光を出射する蛍光部材と、
前記複数のレーザ発生器から出射したレーザ光を透過して前記蛍光部材に照射する集光レンズと、
前記蛍光部材から出射した光を投光する投光部材と、
を備え、
前記集光レンズは、前記レーザ光を前記第1方向には集光せず、前記レーザ光を前記第1方向と交差する第2方向に集光することを特徴とする投光装置。
A plurality of laser generators arranged in a first direction and emitting laser light;
A fluorescent member that emits fluorescence when irradiated with the laser beam;
A condenser lens that transmits laser light emitted from the plurality of laser generators and irradiates the fluorescent member;
A light projecting member that projects light emitted from the fluorescent member;
With
The condensing lens condenses the laser light in a second direction intersecting the first direction without condensing the laser light in the first direction.
前記複数のレーザ発生器は同一の基板に設けられていることを特徴とする請求項1に記載の投光装置。   The light projecting device according to claim 1, wherein the plurality of laser generators are provided on the same substrate. 前記複数のレーザ発生器は前記レーザ光の長軸方向と直交する方向に配列されていることを特徴とする請求項1または2に記載の投光装置。   The light projecting device according to claim 1, wherein the plurality of laser generators are arranged in a direction orthogonal to a major axis direction of the laser light. 前記複数のレーザ発生器から出射した各レーザ光の光軸が前記レーザ発生器から離れるにしたがって互いに近づくように、前記複数のレーザ発生器は配置されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の投光装置。   The plurality of laser generators are arranged so that the optical axes of the laser beams emitted from the plurality of laser generators approach each other as they move away from the laser generator. The light projecting device according to any one of the above. 前記蛍光部材は前記レーザ光が照射される照射面を含み、
前記複数のレーザ発生器から出射し前記集光レンズを透過した各レーザ光の光軸と前記蛍光部材の照射面との交点は、1点であることを特徴とする請求項4に記載の投光装置。
The fluorescent member includes an irradiation surface irradiated with the laser beam,
5. The projection according to claim 4, wherein the intersection point between the optical axis of each laser beam emitted from the plurality of laser generators and transmitted through the condenser lens is one point. 6. Optical device.
前記蛍光部材は前記レーザ光が照射される照射面を含み、
前記複数のレーザ発生器から出射し前記集光レンズを透過した各レーザ光の光軸と前記蛍光部材の照射面との交点は、複数点であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の投光装置。
The fluorescent member includes an irradiation surface irradiated with the laser beam,
The intersection of the optical axis of each laser beam emitted from the plurality of laser generators and transmitted through the condenser lens and the irradiation surface of the fluorescent member is a plurality of points. The light projecting device according to claim 1.
複数の前記交点は、前記レーザ光が照射されることにより白色光を出射する点と、前記レーザ光が照射されることにより橙色光を出射する点とを含むことを特徴とする請求項6に記載の投光装置。   The plurality of intersections include a point that emits white light when irradiated with the laser light and a point that emits orange light when irradiated with the laser light. The light projector described. 前記蛍光部材は、前記レーザ光が照射されることにより白色光を出射する白色蛍光体と、前記レーザ光が照射されることにより橙色光を出射する橙色蛍光体とを含み、
前記白色蛍光体は車両用の前照灯の光源として機能し、
前記橙色蛍光体は車両用の方向指示器の光源として機能することを特徴とする請求項7に記載の投光装置。
The fluorescent member includes a white phosphor that emits white light when irradiated with the laser light, and an orange phosphor that emits orange light when irradiated with the laser light,
The white phosphor functions as a light source for a vehicle headlamp,
The light projecting device according to claim 7, wherein the orange phosphor functions as a light source of a direction indicator for a vehicle.
前記複数のレーザ発生器は個別に駆動されることを特徴とする請求項6〜8のいずれか1項に記載の投光装置。   The light projecting device according to claim 6, wherein the plurality of laser generators are individually driven. 前記投光部材は前記蛍光部材から出射した光を反射する反射部材を含むことを特徴とする請求項1〜9のいずれか1項に記載の投光装置。   The light projecting device according to claim 1, wherein the light projecting member includes a reflective member that reflects light emitted from the fluorescent member. 前記反射部材には、前記レーザ発生器からのレーザ光を通過させて前記蛍光部材に到達させる貫通穴が形成されていることを特徴とする請求項10に記載の投光装置。   The light projecting device according to claim 10, wherein the reflecting member is formed with a through hole through which the laser light from the laser generator passes and reaches the fluorescent member. 前記投光部材は前記蛍光部材から出射した光を透過するレンズを含むことを特徴とする請求項1〜11のいずれか1項に記載の投光装置。   The light projecting device according to claim 1, wherein the light projecting member includes a lens that transmits light emitted from the fluorescent member. 前記集光レンズはシリンドリカルレンズを含むことを特徴とする請求項1〜12のいずれか1項に記載の投光装置。   The light projecting device according to claim 1, wherein the condenser lens includes a cylindrical lens. 前記複数のレーザ発生器を収納するとともに、前記レーザ光の出射側に開口部を有する収納部材と、
前記収納部材の開口部に取り付けられるとともに、前記レーザ光を透過する機能を有するカバー部材と、
を備え、
前記集光レンズは前記カバー部材に固定されていることを特徴とする請求項1〜13のいずれか1項に記載の投光装置。
A housing member that houses the plurality of laser generators and that has an opening on the laser light emission side;
A cover member attached to the opening of the storage member and having a function of transmitting the laser beam;
With
The light projection device according to claim 1, wherein the condensing lens is fixed to the cover member.
車両用の灯具として用いられることを特徴とする請求項1〜14のいずれか1項に記載の投光装置。   The light projecting device according to claim 1, wherein the light projecting device is used as a vehicular lamp. 第1方向に配列され、レーザ光を出射する複数のレーザ発生器と、
前記複数のレーザ発生器から出射したレーザ光を透過して蛍光部材に照射する集光レンズと、
を備え、
前記集光レンズは、前記レーザ光を前記第1方向には集光せず、前記レーザ光を前記第1方向と交差する第2方向に集光することを特徴とするレーザ照射装置。
A plurality of laser generators arranged in a first direction and emitting laser light;
A condenser lens that transmits laser light emitted from the plurality of laser generators and irradiates the fluorescent member;
With
The condensing lens does not condense the laser light in the first direction, and condenses the laser light in a second direction intersecting the first direction.
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