JP2013196818A - Light-emitting device and vehicular lamp - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、発光装置及びこれを用いた車両用灯具に係り、特に、励起光源と波長変換部材とを用いた発光装置及びこれを用いた車両用灯具に関する。 The present invention relates to a light emitting device and a vehicle lamp using the same, and more particularly to a light emitting device using an excitation light source and a wavelength conversion member and a vehicle lamp using the same.
従来、励起光源と波長変換部材とを組み合わせた発光装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, a light-emitting device that combines an excitation light source and a wavelength conversion member has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
図6は、特許文献1に記載の発光装置200の縦断面図である。
FIG. 6 is a longitudinal sectional view of the
図6に示すように、特許文献1に記載の発光装置200は、励起光源210(レーザーダイオード)と励起光源210からの光を受光するように配置された波長変換部材220(蛍光体組成物)、波長変換部材220が発する光が透過するレンズ230等を備えている。
As shown in FIG. 6, the
特許文献1に記載の発光装置200においては、励起光源210からの励起光(レーザー光)が照射された波長変換部材220は、励起光源210からの励起光により励起される光と波長変換部材220透過する励起光源210からの励起光との混色による白色光を発する。
In the
しかしながら、特許文献1に記載の発光装置200においては、振動や衝撃等(例えば、発光装置200が搭載された車両の振動・衝撃等)によって波長変換部材が脱落する恐れがあるという問題がある。
However, the
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、波長変換部材が脱落するのを防止することが可能な発光装置及びこれを用いた車両用灯具を提供することを目的とする。 This invention is made | formed in view of such a situation, and it aims at providing the light-emitting device which can prevent that a wavelength conversion member falls, and a vehicle lamp using the same.
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明は、入光面と出光面とを含み、前記入光面から内部に導入された励起光を前記出光面まで導光し、前記出光面から出射させるライトガイドと、前記ライトガイドを保持する保持部材と、前記入光面から前記ライトガイド内部に導入される励起光を発生する励起光源と、前記保持部材が嵌合する筒部と、前記筒部の先端の開口端を閉塞するプレート部であって、前記筒部に嵌合した前記保持部材に保持された前記ライトガイドの出光面が対向する箇所に、前記出光面と略同サイズの開口が形成されたプレート部と、を含む金属部材と、前記出光面から出射される励起光を吸収し、波長変換して所定の波長域の光を放出する波長変換部材と、を備えており、前記波長変換部材は、前記波長変換部材の少なくとも一部が前記開口から露出し、かつ、前記波長変換部材が前記出光面を覆った状態で、前記金属部材のプレート部と前記ライトガイドの出光面との間に挟持されていることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 includes a light incident surface and a light exit surface, guides excitation light introduced from the light entrance surface to the light exit surface, and the light exit surface. A light guide to be emitted from, a holding member that holds the light guide, an excitation light source that generates excitation light introduced into the light guide from the light incident surface, and a cylindrical portion in which the holding member is fitted, A plate portion that closes the open end at the tip of the tube portion, and is substantially the same size as the light exit surface at a location where the light exit surface of the light guide held by the holding member fitted to the tube portion faces. And a plate member having an opening formed therein, and a wavelength conversion member that absorbs excitation light emitted from the light exit surface and converts the wavelength to emit light in a predetermined wavelength range. And the wavelength converting member is the wavelength converting member. At least a portion is exposed from the opening, and the wavelength conversion member is sandwiched between the plate portion of the metal member and the light guide surface of the light guide in a state of covering the light output surface. And
請求項1に記載の発明によれば、波長変換部材が、金属部材のプレート部とライトガイドの出光面との間に挟持されているため、振動や衝撃等(例えば、発光装置が搭載された車両の振動・衝撃等)によって波長変換部材がライトガイドの出光面から脱落するのを防止することが可能となる(フェールセーフ)。 According to the first aspect of the present invention, since the wavelength conversion member is sandwiched between the plate portion of the metal member and the light output surface of the light guide, vibration, impact, etc. (for example, a light emitting device is mounted). It becomes possible to prevent the wavelength conversion member from falling off from the light exit surface of the light guide due to vehicle vibration / impact (fail safe).
また、請求項1に記載の発明によれば、波長変換部材が、金属部材のプレート部とライトガイドの出光面との間に挟持されているため、波長変換部材の発熱の放熱経路(波長変換部材→金属部材→保持部材)が構成されることとなる。これにより、波長変換部材の発熱を効率良く放熱することが可能となる。その結果、発光装置の発光効率を向上させることが可能となる。 According to the first aspect of the present invention, since the wavelength conversion member is sandwiched between the plate portion of the metal member and the light exit surface of the light guide, the heat generation heat dissipation path (wavelength conversion) of the wavelength conversion member is obtained. Member → metal member → holding member). Thereby, it is possible to efficiently dissipate heat generated by the wavelength conversion member. As a result, the light emission efficiency of the light emitting device can be improved.
以上のように、請求項1に記載の発明によれば、波長変換部材の脱落が防止され、なおかつ、発光効率が高い発光装置を構成することが可能となる。 As described above, according to the first aspect of the present invention, it is possible to configure a light emitting device in which the wavelength conversion member is prevented from falling off and the light emission efficiency is high.
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記波長変換部材は、前記金属部材のプレート部のうち前記開口の周囲が前記波長変換部材の表面の外周部に接触し、前記波長変換部材の裏面の外周部が前記保持部材に接触した状態で、前記金属部材のプレート部と前記出光面との間に挟持されていることを特徴とする。 The invention according to claim 2 is the invention according to claim 1, wherein the wavelength conversion member is such that the periphery of the opening of the plate portion of the metal member is in contact with the outer peripheral portion of the surface of the wavelength conversion member, The outer peripheral portion of the back surface of the wavelength conversion member is sandwiched between the plate portion of the metal member and the light exit surface in a state of being in contact with the holding member.
請求項2に記載の発明によれば、放熱経路(波長変換部材→金属部材→保持部材)に加えて、放熱経路(波長変換部材→保持部材)が構成されることとなる。これにより、波長変換部材の発熱をさらに効率良く放熱することが可能となる。その結果、発光装置の発光効率をさらに向上させることが可能となる。 According to the second aspect of the present invention, in addition to the heat dissipation path (wavelength conversion member → metal member → holding member), the heat dissipation path (wavelength conversion member → holding member) is configured. This makes it possible to dissipate the heat generated by the wavelength conversion member more efficiently. As a result, the light emission efficiency of the light emitting device can be further improved.
請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載の発明において、前記開口は、テーパー形状の開口とされていることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, the opening is a tapered opening.
請求項3に記載の発明によれば、波長変換部材から放出される光が開口周囲で遮蔽されるのを防止又は低減することが可能となるため、波長変換部材から開口を介して放出される光の取り出し効率が向上する。 According to the third aspect of the present invention, it is possible to prevent or reduce the light emitted from the wavelength conversion member from being shielded around the opening. Therefore, the light is emitted from the wavelength conversion member through the opening. The light extraction efficiency is improved.
請求項4に記載の発明は、入光面と出光面とを含み、前記入光面から内部に導入された励起光を前記出光面まで導光し、前記出光面から出射させるライトガイドと、前記ライトガイドを保持する保持部材と、前記入光面から前記ライトガイド内部に導入される励起光を発生する励起光源と、前記出光面から出射される励起光を吸収し、波長変換して所定の波長域の光を放出する波長変換部材と、前記保持部材に固定された透明板と、を備えており、前記波長変換部材は、前記波長変換部材が前記出光面を覆った状態で、前記透明板と前記出光面との間に挟持されていることを特徴とする。 The invention according to claim 4 includes a light entrance surface and a light exit surface, guides the excitation light introduced from the light entrance surface to the light exit surface, and emits the light guide from the light exit surface; A holding member that holds the light guide; an excitation light source that generates excitation light introduced into the light guide from the light incident surface; and an excitation light emitted from the light emission surface that is absorbed and converted to a predetermined wavelength. A wavelength conversion member that emits light in the wavelength range of the above, and a transparent plate fixed to the holding member, the wavelength conversion member is in a state where the wavelength conversion member covers the light output surface, It is sandwiched between a transparent plate and the light exit surface.
請求項4に記載の発明によれば、波長変換部材が、透明板とライトガイドの出光面との間に挟持されているため、振動や衝撃等(例えば、発光装置が搭載された車両の振動・衝撃等)によって波長変換部材がライトガイドの出光面から脱落するのを防止することが可能となる(フェールセーフ)。 According to the fourth aspect of the present invention, since the wavelength conversion member is sandwiched between the transparent plate and the light exit surface of the light guide, vibration, impact, etc. (for example, vibration of a vehicle equipped with a light emitting device) It is possible to prevent the wavelength conversion member from falling off the light exit surface of the light guide due to impact or the like (fail safe).
また、請求項4に記載の発明によれば、波長変換部材が、透明板とライトガイドの出光面との間に挟持されているため、波長変換部材の発熱の放熱経路として、長変換部材→透明板→金属部材→保持部材が構成されることとなる。これにより、波長変換部材の発熱を効率良く放熱することが可能となる。その結果、発光装置の発光効率を向上させることが可能となる。 Further, according to the invention of claim 4, since the wavelength conversion member is sandwiched between the transparent plate and the light exit surface of the light guide, the long conversion member → A transparent plate → metal member → holding member is formed. Thereby, it is possible to efficiently dissipate heat generated by the wavelength conversion member. As a result, the light emission efficiency of the light emitting device can be improved.
以上のように、請求項4に記載の発明によれば、波長変換部材の脱落が防止され、なおかつ、発光効率が高い発光装置を構成することが可能となる。 As described above, according to the fourth aspect of the present invention, it is possible to configure a light emitting device that prevents the wavelength conversion member from falling off and that has high luminous efficiency.
請求項5に記載の発明は、入光面と出光面とを含み、前記入光面から内部に導入された励起光を前記出光面まで導光し、前記出光面から出射させるライトガイドと、前記ライトガイドを保持する保持部材と、前記入光面から前記ライトガイド内部に導入される励起光を発生する励起光源と、前記保持部材が嵌合する筒部と、前記筒部の先端の開口端を閉塞するプレート部であって、前記筒部に嵌合した前記保持部材に保持された前記ライトガイドの出光面が対向する箇所に、前記出光面と略同サイズの開口が形成されたプレート部と、を含む金属部材と、前記出光面から出射される励起光を吸収し、波長変換して所定の波長域の光を放出する波長変換部材と、前記開口を覆った状態で前記金属部材に固定された透明板と、を備えており、前記波長変換部材は、前記波長変換部材が前記出光面を覆った状態で、前記透明板と前記出光面との間に挟持されていることを特徴とする。 The invention according to claim 5 includes a light guide that includes a light incident surface and a light exit surface, guides excitation light introduced from the light incident surface to the light exit surface, and emits the light from the light exit surface; A holding member that holds the light guide; an excitation light source that generates excitation light that is introduced into the light guide from the light incident surface; a cylindrical portion in which the holding member is fitted; and an opening at the tip of the cylindrical portion A plate portion whose end is closed, wherein an opening having a size substantially the same as that of the light exit surface is formed at a location where the light exit surface of the light guide held by the holding member fitted to the tube portion faces. A metal member including a portion, a wavelength conversion member that absorbs excitation light emitted from the light exit surface, converts the wavelength to emit light in a predetermined wavelength range, and covers the opening while covering the opening A transparent plate fixed to Length conversion member, in a state in which the wavelength conversion member covers the light emitting surface, characterized in that it is sandwiched between the light emitting surface and the transparent plate.
請求項5に記載の発明によれば、波長変換部材が、透明板とライトガイドの出光面との間に挟持されているため、振動や衝撃等(例えば、発光装置が搭載された車両の振動・衝撃等)によって波長変換部材がライトガイドの出光面から脱落するのを防止することが可能となる(フェールセーフ)。 According to the fifth aspect of the present invention, since the wavelength conversion member is sandwiched between the transparent plate and the light exit surface of the light guide, vibration, impact, etc. (for example, vibration of a vehicle equipped with a light emitting device) It is possible to prevent the wavelength conversion member from falling off the light exit surface of the light guide due to impact or the like (fail safe).
また、請求項5に記載の発明によれば、波長変換部材が、透明板とライトガイドの出光面との間に挟持されているため、波長変換部材の発熱の放熱経路(波長変換部材→透明板→金属部材→保持部材)が構成されることとなる。これにより、波長変換部材の発熱を効率良く放熱することが可能となる。その結果、発光装置の発光効率を向上させることが可能となる。 According to the invention described in claim 5, since the wavelength conversion member is sandwiched between the transparent plate and the light guide surface of the light guide, the heat generation heat dissipation path of the wavelength conversion member (wavelength conversion member → transparent Plate → metal member → holding member). Thereby, it is possible to efficiently dissipate heat generated by the wavelength conversion member. As a result, the light emission efficiency of the light emitting device can be improved.
以上のように、請求項5に記載の発明によれば、波長変換部材の脱落が防止され、なおかつ、発光効率が高い発光装置を構成することが可能となる。 As described above, according to the invention described in claim 5, it is possible to configure a light emitting device in which the wavelength conversion member is prevented from falling off and the light emission efficiency is high.
本発明は、車両用灯具の発明として次のように特定することもできる。 This invention can also be specified as follows as invention of a vehicle lamp.
請求項1から5のいずれかの発光装置を備えた車両用灯具。 A vehicle lamp comprising the light-emitting device according to claim 1.
本発明によれば、波長変換部材が脱落するのを防止することが可能な発光装置及びこれを用いた車両用灯具を提供することが可能となる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to provide the light-emitting device which can prevent that a wavelength conversion member falls, and a vehicle lamp using the same.
[第1実施形態]
以下、本発明の第1実施形態である発光装置10について図面を参照しながら説明する。
[First Embodiment]
Hereinafter, the light-
図1(a)はライトガイド12を備えた発光装置10をその光軸を含む鉛直面で切断した断面図、図1(b)は図1(a)に示した発光装置10の波長変換部材16とライトガイド12の出光面12bとの接合箇所付近を拡大した断面図である。図2(a)はライトガイド12が固定されたフェルール14の拡大斜視図、図2(b)はフェルール14が固定された金属部材20の拡大斜視図である。
1A is a cross-sectional view of a
本実施形態の発光装置10は、図1(a)〜図2(b)に示すように、ライトガイド12、フェルール14、波長変換部材16、光源ユニット18、金属部材20等を備えている。
The light-emitting
図1(a)に示すように、ライトガイド12は、入光面12aと出光面12bとを含み、入光面12aから内部に導入された励起光を出光面12bまで導光(又は伝送)し、出光面12bから出射させる導光部材であり、例えば、中心部のコアとその周囲を覆うクラッドとを含む光ファイバである。本実施形態では、ライトガイド12として、コア断面のアスペクト比が1:2=高さH(例えば0.4[mm]):幅W(例えば0.8[mm])の矩形で、NAが0.22の光ファイバを用いている。なお、ライトガイド12のクラッドの外形(断面)は円形(Φ1.5[mm])である。
As shown in FIG. 1A, the
なお、コア断面のアスペクト比は1:2以上であればよく、矩形以外の例えば楕円であってもよい。このようにコア断面のアスペクト比が1:2以上のライトガイド12を用いることで、車両用灯具の配光パターン(例えば、ハイビーム用配光パターンやロービーム用配光パターン)を形成するのに適した、左右方向(車幅方向)が長い光源像を形成することが可能となる。
The aspect ratio of the core cross section may be 1: 2 or more, and may be an ellipse other than a rectangle, for example. Thus, by using the
コアは、クラッドと比較して屈折率が高い。従って、ライトガイド12の入光面12aからライトガイド12内に導入された励起光は、コアとクラッドとの境界の全反射を利用してコア内部に閉じこめられた状態で出光面12bまで導光されて、出光面12bから出射する。
The core has a higher refractive index than the clad. Therefore, the excitation light introduced into the
フェルール14は、ライトガイド12を保持するための部材(本発明の保持部材に相当)であり、図1(b)に示すように、先端面14a中心と基端面14b中心とを連通するライトガイド用貫通穴14cが形成されている。ライトガイド12は、その出光面12b側がライトガイド用貫通穴14cに挿入されてフェルール14に保持されている。ライトガイド12とフェルール14とは接着剤又は溶接等の公知の手段により固定されている。ライトガイド12の先端面(出光面12b)とフェルール14の先端面14aとは、フェルール14の先端面14aを研磨することで、ライトガイド用貫通穴14cの軸に直交する同一平面とされている。
The
図1(a)に示すように、ライトガイド12の基端部は、アルミ等の金属製ホルダー22に形成されたライトガイド用貫通穴22aに挿入されてホルダー22に接着剤又は溶接等の公知の手段により固定されている。ライトガイド12の基端面(入光面12a)は、励起光源24の前方近傍に配置されている。励起光源24からの励起光が効率よく入光するように、ライトガイド12の入光面12aと励起光源24との間には、集光レンズ26が配置されている。
As shown in FIG. 1 (a), the base end portion of the
励起光源24は、励起光を発生する励起光源で、例えば、波長が青系(例えば、波長430nm〜460nm)のレーザーダイオード等のレーザー光源である。
The
なお、励起光源24は、波長変換部材16と組み合わされて、法規で規定されたCIE色度図上の白色範囲を満たす白色光を放出する白色光源を構成するものであればよく、波長が青系(例えば、波長430nm〜460nm)以外の、例えば、近紫外域(例えば、200〜420nm)のレーザーダイオード等のレーザー光源であってもよい。
The
励起光源24及び集光レンズ26は、ホルダー22に接着剤又は溶接等の公知の手段により固定されて、光源ユニット18を構成している(図1(a)参照)。
The
ライトガイド12は、励起光源24からの励起光を導光することができるものであればよく、単線ファイバであってもよいし、多線ファイバであってもよい。また、ライトガイド12は、単一モードファイバであってもよいし、多モードファイバであってもよい。また、ライトガイド12の材質は特に問わない。例えば、ライトガイド12は、石英ガラス製であってもよいし、プラスチック製であってもよいし、透明樹脂からなる導光部材(例えば導光棒)であってもよい。なお、ライトガイド12は、単線ファイバ、多モードファイバが好ましい。
The
フェルール14は、ステンレス製、ニッケル製、ジルコニア製であってもよいし、その他の金属製、樹脂製、ガラス製であってもよく、その材質は特に問わない。
The
なお、励起光源24としてのレーザー光源には、図示しない冷却装置としてのペルチェ素子やヒートシンクが接続されている。
Note that a Peltier element or a heat sink as a cooling device (not shown) is connected to the laser light source as the
波長変換部材16は、励起光源24からの励起光を吸収し、波長変換して所定の波長域の光を放出する波長変換部材である。
The
例えば、励起光源24として波長が青系(例えば、波長430nm〜460nm)のレーザーダイオード等のレーザー光源を用いる場合、波長変換部材16として青系(例えば、波長430nm〜460nm)の光で励起発光する蛍光体(発光波長が黄色のYAG蛍光体セラミック等の蛍光体)が用いられる。
For example, when a laser light source such as a laser diode having a blue wavelength (for example, a wavelength of 430 nm to 460 nm) is used as the
また例えば、励起光源24として波長が近紫外域(例えば、200〜420nm)のレーザーダイオード等のレーザー光源を用いる場合、波長変換部材16として近紫外域(例えば、200〜420nm)の光で励起発光する蛍光体(発光波長が青色、緑色、赤色の混合蛍光体)、又は近紫外域(例えば、200〜420nm)の光で励起発光する蛍光体(発光波長が青色、黄色の混合蛍光体)が用いられる。
Further, for example, when a laser light source such as a laser diode having a wavelength in the near ultraviolet region (for example, 200 to 420 nm) is used as the
波長変換部材16は、ライトガイド12のクラッド(又はコア)の直径より大サイズで、ライトガイド12の出光面12bを覆う部分16aと、フェルール14の先端面14aに接する部分16bと、を含んでいる(図1(b)、図2(b)参照)。波長変換部材16は、矩形の形状であってもよいし(図2(b)参照)、ライトガイド12(クラッド)の直径(例えば、Φ1.5[mm])より大きい円形(例えば、Φ2.0[mm])の形状であってもよい。
The
金属部材20は、フェルール14が嵌合する筒部28、筒部28の先端の開口端を閉塞するプレート部30等を含んでいる。金属部材20は、これを波長変換部材16の発熱が通過する伝熱手段(放熱経路)として機能させるために、アルミ等の金属で一体的に構成されている。
The
プレート部30のうち、筒部28に嵌合したフェルール14に保持されたライトガイド12の出光面12bが対向する箇所には、開口30aが形成されている(図1(b)、図2(b)参照)。
An
図1(b)に示すように、プレート部30に形成された開口30aは、ライトガイド12側の大径部30bとその反対側の小径部30cとを含む2段の開口で、大径部30bと小径部30cとの間には段差部30dが形成されている。
As shown in FIG. 1B, the
大径部30bは、波長変換部材16と略同一サイズの開口とされている。波長変換部材16は、その表面16cの外周部が段差部30dに接触した状態で、大径部30b内に配置されている。なお、波長変換部材16(の表面16cの外周部)と段差部30dとは接着剤又は溶接等の公知の手段により固定するのが望ましい。
The large-
加工、成形のばらつきに起因して、波長変換部材16と大径部30bとの間に隙間S1が生じる。この隙間S1は、これを波長変換部材16の発熱が通過する伝熱手段(放熱経路)として機能させるために、周辺空気より熱伝導率が高い部材32(例えば、熱伝導グリス又は接着剤)で充填されている。これにより、波長変換部材16の発熱が通過する第1の放熱経路(波長変換部材16→周辺空気より熱伝導率が高い部材32(例えば、反射率が比較的高い白樹脂)→金属部材20→フェルール14)が構成されている。従って、波長変換部材16の発熱は、周辺空気より熱伝導率が高い部材32(例えば、反射率が比較的高い白樹脂)→金属部材20→フェルール14の順に通過し、当該フェルール14から周辺空気へ放熱される。
Due to variations in processing and molding, a gap S1 is generated between the
小径部30cは、ライトガイド12の出光面12bと同等かそれよりやや大きいサイズとされている。小径部30cは、波長変換部材16から放出される光を遮らないように、波長変換部材16に近づくに従って先細りのテーパー形状の開口とするのが望ましい。このようにすれば、波長変換部材16から放出される光が開口30a周囲(小径部30c周囲)で遮蔽されるのを防止又は低減することが可能となるため、波長変換部材16から開口30a(小径部30c)を介して放出される光の取り出し効率が向上する。また、テーパーの高さ、角度を調整することにより波長変換部材16から放出される光の指向角を、所望の角度に設定することが可能となる。
The small-
フェルール14の先端部は、その先端面14a(ライトガイド12の出光面12b)が金属部材20のプレート部30(波長変換部材16)に突き当たるまで金属部材20の筒部28に挿入されてこれに嵌合している。金属部材20とフェルール14とは接着剤又は溶接等の公知の手段により固定されている。
The distal end portion of the
これにより、波長変換部材16は、波長変換部材16の少なくとも一部が開口30a(小径部30c)から露出し、かつ、波長変換部材16がライトガイド12の出光面12bを覆った状態で、金属部材20のプレート部30(段差部30d)とライトガイド12の出光面12bとの間に挟持されている。すなわち、波長変換部材16は、金属部材20のプレート部30のうち開口30a(小径部30c)の周囲が波長変換部材16の表面16cの外周部に接触し、波長変換部材16の裏面16dの外周部がフェルール14(の先端面14a)に接触した状態で、金属部材20のプレート部30(段差部30d)とライトガイド12の出光面12bとの間に挟持されている。なお、波長変換部材16とライトガイド12の出光面12bとは、励起光源24からの励起光が透過する透明樹脂等の接着剤により固定するのが望ましい。
As a result, the
以上のように、波長変換部材16が、金属部材20のプレート部30(段差部30d)とライトガイド12の出光面12bとの間に挟持されているため、振動や衝撃等(例えば、発光装置10が搭載された車両の振動・衝撃等)によって波長変換部材16がライトガイド12の出光面12bから脱落するのを防止することが可能となる(フェールセーフ)。
As described above, since the
また、金属部材20のプレート部30のうち開口30a(小径部30c)の周囲が波長変換部材16の表面16cの外周部に接触し、波長変換部材16の裏面16dの外周部がフェルール14(の先端面14a)に接触することで、波長変換部材16の発熱が通過する第2の放熱経路(波長変換部材16→金属部材20→フェルール14)及び第3の放熱経路(波長変換部材16→フェルール14)が構成されている。
Further, the periphery of the
従って、波長変換部材16の発熱は、波長変換部材16(の表面16cの外周部)と金属部材20(のプレート部30の段差部30d)との接触箇所→金属部材20→フェルール14の順に通過し、当該フェルール14(又は当該フェルール14に固定されたヒートシンクの放熱フィン等)から周辺空気へ放熱される。
Therefore, the heat generated by the
また、波長変換部材16の発熱は、波長変換部材16(の裏面16dの外周部)とフェルール14(の先端面14a)との接触箇所→フェルール14の順に通過し、当該フェルール14(又は当該フェルール14に固定されたヒートシンクの放熱フィン等)から周辺空気へ放熱される。
Further, the heat generated by the
上記第1〜第3の放熱経路の作用により、波長変換部材16の発熱を効率良く放熱することが可能となる。その結果、発光装置10の発光効率を向上させることが可能となる。
By the action of the first to third heat dissipation paths, the heat generated by the
なお、放熱効果をさらに高めるために、金属部材20(及び/又はフェルール14)に放熱フィンを設ける、又は金属部材20(及び/又はフェルール14)にヒートシンクを固定するのが望ましい。 In order to further enhance the heat dissipation effect, it is desirable to provide heat dissipation fins on the metal member 20 (and / or ferrule 14) or to fix the heat sink to the metal member 20 (and / or ferrule 14).
上記構成の発光装置10においては、励起光源24からの励起光は、ライトガイド12の入光面12aからライトガイド12内に導入され出光面12bまで導光されて、出光面12bから出射し、波長変換部材16を照射する。
In the
励起光が照射された波長変換部材16は、その表面(及び/又は内部)で散乱した励起光源24からの励起光(散乱光)と励起光源24から入射する励起光で励起されて発光した波長変換部材16からの光との混色による白色光(擬似白色光)を放出する。
The
波長変換部材16を照射する励起光は、波長変換部材16内部において導波されるため、波長変換部材16の実際の発光サイズはライトガイド12の出光面12bより大きくなる。
Since the excitation light that irradiates the
励起光源24からの励起光(例えば、青系の励起光)と波長変換部材16が励起発光する光(例えば、黄系の光)との混色光を用いる場合、導波された励起光で励起発光する光(例えば、黄系の光)の成分が強くなるため色むらの原因となる(発光装置10を車両用前照灯(ヘッドランプ)に用いる場合、導波された励起光で励起発光する光がグレアの源となる)。
When using mixed color light of excitation light from the excitation light source 24 (for example, blue-based excitation light) and light (for example, yellow-based light) emitted by the
これに対して、本実施形態では、励起光が導波されて色むらが発生する部分が金属部材20(プレート部30の段差部30d)でマスクされている。従って、波長変換部材16(のうち開口30aから露出した部分)が色むらなく均一に発光する発光装置10を構成することが可能となる。
On the other hand, in the present embodiment, the portion where the excitation light is guided and the color unevenness is generated is masked by the metal member 20 (the
以上説明したように、本実施形態の発光装置10によれば、波長変換部材16が、金属部材20のプレート部30(段差部30d)とライトガイド12の出光面12bとの間に挟持されているため、振動や衝撃等(例えば、発光装置10が搭載された車両の振動・衝撃等)によって波長変換部材16がライトガイド12の出光面12bから脱落するのを防止することが可能となる(フェールセーフ)。
As described above, according to the
また、本実施形態の発光装置10によれば、上記第1〜第3の放熱経路の作用により、波長変換部材16の発熱を効率良く放熱することが可能となる。その結果、発光装置10の発光効率を向上させることが可能となる。なお、第1、第3の放熱経路は省略することも可能である。
Further, according to the
以上のように、本実施形態の発光装置10によれば、波長変換部材16の脱落が防止され、なおかつ、発光効率が高い発光装置を構成することが可能となる。
As described above, according to the
[第2実施形態]
次に、本発明の第2実施形態である発光装置10Aについて図面を参照しながら説明する。
[Second Embodiment]
Next, a
図3は、発光装置10Aの波長変換部材16とライトガイド12の出光面12bとの接合箇所付近を拡大した断面図である。
FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of the vicinity of the joint between the
図3に示した発光装置10Aは、図1(a)に示した発光装置10と比べ、金属部材20の代わりに透明板34を用いている点、波長変換部材16がライトガイド12の出光面12bと同等かやや大きいサイズとされている点、波長変換部材16が透明板34とライトガイド12の出光面12bとの間に挟持されている点が相違する。それ以外、発光装置10と同様の構成である。以下、発光装置10との相違点を中心に説明し、発光装置10と同一の構成については同一の符号を付してその説明を省略する。
The
波長変換部材16は、ライトガイド12の出光面12bに、励起光源24からの励起光が透過する透明樹脂等の接着剤により固定されている。波長変換部材16は、ライトガイド12の出光面12bと同等かやや大きいサイズとされている。従って、ライトガイド12の出光面12bから出射する励起光が波長変換部材16内部において導波されることに起因する色むら等の発生を防止することが可能となる。
The
ライトガイド12の先端部(出光面12b側)は、その出光面12bに固定された波長変換部材16(表面16c)がフェルール14(先端面14a)と面一になるまでライトガイド用貫通穴14cに挿入されてフェルール14に保持されている。ライトガイド12とフェルール14とは接着剤又は溶接等の公知の手段により固定されている。
The light guide through
加工、成形のばらつきに起因して、波長変換部材16とライトガイド用貫通穴14cとの間に隙間S2が生じる。この隙間S2は、これを波長変換部材16の発熱が通過する伝熱手段(放熱経路)として機能させるために、周辺空気より熱伝導率が高い部材32(例えば、反射率が比較的高い白樹脂)で充填されている。これにより、波長変換部材16の発熱が通過する第1の放熱経路(波長変換部材16→周辺空気より熱伝導率が高い部材32(例えば、反射率が比較的高い白樹脂)→フェルール14)が構成されている。従って、波長変換部材16の発熱は、周辺空気より熱伝導率が高い部材32(例えば、反射率が比較的高い白樹脂)→フェルール14の順に通過し、当該フェルール14から周辺空気へ放熱される。
Due to variations in processing and molding, a gap S2 is generated between the
また、隙間S2を充填する周辺空気より熱伝導率が高い部材32として、反射率が比較的高い白樹脂を用いることで、波長変換部材16から放出される光が当該白樹脂で反射されることとなるため、波長変換部材16から透明板34を介して放出される光の取り出し効率が向上する。
Moreover, the light emitted from the
透明板34は、例えば、ライトガイド12に用いられているガラスより熱伝導率が高く、かつ、波長変換部材16から放出される光が透過する材質(例えば、サファイア)からなる透明板であり、フェルール14の先端面14aに接着剤又は溶接等の公知の手段により固定されている。これにより、波長変換部材16がライトガイド12の出光面12bを覆った状態で、透明板34とライトガイド12の出光面12bとの間に挟持されている。すなわち、波長変換部材16は、透明板34に接触した状態で、透明板34とライトガイド12の出光面12bとの間に挟持されている。
The
以上のように、波長変換部材16が、透明板34とライトガイド12の出光面12bとの間に挟持されているため、振動や衝撃等(例えば、発光装置10Aが搭載された車両の振動・衝撃等)によって波長変換部材16がライトガイド12の出光面12bから脱落するのを防止することが可能となる(フェールセーフ)。
As described above, since the
また、透明板34が波長変換部材16の表面16cに接触することで、波長変換部材16の発熱が通過する第2の放熱経路(波長変換部材16→透明板34→フェルール14)が構成されている。
Further, when the
従って、波長変換部材16の発熱は、透明板34と波長変換部材16(の表面16c)との接触箇所→透明板34→フェルール14の順に通過し、当該フェルール14(又は当該フェルール14に固定されたヒートシンクの放熱フィン等)から周辺空気へ放熱される。
Accordingly, the heat generated by the
上記第1、第2の放熱経路の作用により、波長変換部材16の発熱を効率良く放熱することが可能となる。その結果、発光装置10Aの発光効率を向上させることが可能となる。
The heat of the
なお、放熱効果をさらに高めるために、フェルール14に放熱フィンを設ける、又はフェルール14にヒートシンクを固定するのが望ましい。
In order to further enhance the heat radiation effect, it is desirable to provide heat radiation fins on the
上記構成の発光装置10Aにおいては、励起光源24からの励起光は、ライトガイド12の入光面12aからライトガイド12内に導入され出光面12bまで導光されて、出光面12bから出射し、波長変換部材16を照射する。
In the
励起光が照射された波長変換部材16は、その表面(及び/又は内部)で散乱した励起光源24からの励起光(散乱光)と励起光源24から入射する励起光で励起されて発光した波長変換部材16からの光との混色による白色光(擬似白色光)を放出する。
The
波長変換部材16は、ライトガイド12の出光面12bと同等かやや大きいサイズとされている。従って、ライトガイド12の出光面12bから出射する励起光が波長変換部材16内部において導波されることに起因する色むら等の発生を防止することが可能となる。従って、波長変換部材16が色むらなく均一に発光する発光装置10Aを構成することが可能となる。
The
以上説明したように、本実施形態の発光装置10Aによれば、波長変換部材16が、透明板34とライトガイド12の出光面12bとの間に挟持されているため、振動や衝撃等(例えば、発光装置10Aが搭載された車両の振動・衝撃等)によって波長変換部材16がライトガイド12の出光面12bから脱落するのを防止することが可能となる(フェールセーフ)。
As described above, according to the
また、本実施形態の発光装置10Aによれば、上記第1、第2の放熱経路の作用により、波長変換部材16の発熱を効率良く放熱することが可能となる。その結果、発光装置10Aの発光効率を向上させることが可能となる。なお、第1の放熱経路は省略することも可能である。
Further, according to the
以上のように、本実施形態の発光装置10Aによれば、波長変換部材16の脱落が防止され、なおかつ、発光効率が高い発光装置を構成することが可能となる。
As described above, according to the
[第3実施形態]
次に、本発明の第3実施形態である発光装置10Bについて図面を参照しながら説明する。
[Third Embodiment]
Next, a
図4(a)は発光装置10Bの波長変換部材16とライトガイド12の出光面12bとの接合箇所付近を拡大した断面図、図4(b)は金属部材20のプレート部30に形成された開口30a付近を拡大した断面図である。
4A is an enlarged cross-sectional view of the vicinity of the joint between the
図4(a)に示した発光装置10Bは、図1(a)に示した発光装置10と比べ、波長変換部材16がライトガイド12の出光面12bと同等かやや大きいサイズとされている点、波長変換部材16が透明板34とライトガイド12の出光面12bとの間に挟持されている点が相違する。それ以外、発光装置10と同様の構成である。以下、発光装置10との相違点を中心に説明し、発光装置10と同一の構成については同一の符号を付してその説明を省略する。
The
波長変換部材16は、ライトガイド12の出光面12bに、励起光源24からの励起光が透過する透明樹脂等の接着剤により固定されている。波長変換部材16は、ライトガイド12の出光面12bと同等かやや大きいサイズとされている。従って、ライトガイド12の出光面12bから出射する励起光が波長変換部材16内部において導波されることに起因する色むら等の発生を防止することが可能となる。
The
図4(b)に示すように、プレート部30に形成された開口30aは、ライトガイド12側の小径部30eとその反対側の大径部30fとを含む2段の開口で、小径部30eと大径部30fとの間には段差部30gが形成されている。
As shown in FIG. 4B, the
大径部30fは、透明板34と略同一サイズの開口とされている。透明板34は、ライトガイド12に用いられているガラスより熱伝導率が高く、かつ、波長変換部材16から放出される光が透過する材質(例えば、サファイア)からなる透明板であり、その裏面の外周部が段差部30gに接触した状態で、大径部30f内に配置されている。透明板34(の裏面の外周部)と段差部30gとは接着剤又は溶接等の公知の手段により固定されている。
The large-
小径部30eは、波長変換部材16と略同一サイズの開口とされている。波長変換部材16は、その表面16cが透明板34に接触した状態で、小径部30e内に配置されている。なお、波長変換部材16と透明板34とは、励起光源24からの励起光が透過する透明樹脂等の接着剤により固定するのが望ましい。
The small diameter portion 30 e is an opening having substantially the same size as the
加工、成形のばらつきに起因して、波長変換部材16と小径部30eとの間に隙間S3が生じる。この隙間S3は、これを波長変換部材16の発熱が通過する伝熱手段(放熱経路)として機能させるために、周辺空気より熱伝導率が高い部材32(例えば、熱伝導グリス又は接着剤)で充填されている。これにより、波長変換部材16の発熱が通過する第1の放熱経路(波長変換部材16→周辺空気より熱伝導率が高い部材32(例えば、反射率が比較的高い白樹脂)→金属部材20→フェルール14)が構成されている。従って、波長変換部材16の発熱は、周辺空気より熱伝導率が高い部材32(例えば、反射率が比較的高い白樹脂)→金属部材20→フェルール14の順に通過し、当該フェルール14から周辺空気へ放熱される。
Due to variations in processing and molding, a gap S3 is generated between the
また、隙間S3を充填する周辺空気より熱伝導率が高い部材32として、反射率が比較的高い白樹脂を用いることで、波長変換部材16から放出される光が当該白樹脂で反射されることとなるため、波長変換部材16から開口30a(大径部30f)及び透明板34を介して放出される光の取り出し効率が向上する。
Moreover, the light emitted from the
フェルール14の先端部は、その先端面14a(ライトガイド12の出光面12b)が金属部材20のプレート部30(波長変換部材16)に突き当たるまで金属部材20の筒部28に挿入されてこれに嵌合している。金属部材20とフェルール14とは接着剤又は溶接等の公知の手段により固定されている。
The distal end portion of the
これにより、波長変換部材16は、波長変換部材16がライトガイド12の出光面12bを覆った状態で、透明板34とライトガイド12の出光面12bとの間に挟持されている。すなわち、波長変換部材16は、透明板34に接触した状態で、透明板34とライトガイド12の出光面12bとの間に挟持されている。なお、波長変換部材16とライトガイド12の出光面12bとは、励起光源24からの励起光が透過する透明樹脂等の接着剤により固定するのが望ましい。
Thereby, the
以上のように、波長変換部材16が、透明板34とライトガイド12の出光面12bとの間に挟持されているため、振動や衝撃等(例えば、発光装置10Aが搭載された車両の振動・衝撃等)によって波長変換部材16がライトガイド12の出光面12bから脱落するのを防止することが可能となる(フェールセーフ)。
As described above, since the
また、透明板34が波長変換部材16の表面16cに接触することで、波長変換部材16の発熱が通過する第2の放熱経路(波長変換部材16→透明板34→金属部材20→フェルール14)が構成されている。
Further, the
従って、波長変換部材16の発熱は、透明板34と波長変換部材16(の表面16c)との接触箇所→透明板34→フェルール14の順に通過し、当該フェルール14(又は当該フェルール14に固定されたヒートシンクの放熱フィン等)から周辺空気へ放熱される。
Accordingly, the heat generated by the
上記第1、第2の放熱経路の作用により、波長変換部材16の発熱を効率良く放熱することが可能となる。その結果、発光装置10Bの発光効率を向上させることが可能となる。
The heat of the
なお、放熱効果をさらに高めるために、金属部材20(及び/又はフェルール14)に放熱フィンを設ける、又は金属部材20(及び/又はフェルール14)にヒートシンクを固定するのが望ましい。 In order to further enhance the heat dissipation effect, it is desirable to provide heat dissipation fins on the metal member 20 (and / or ferrule 14) or to fix the heat sink to the metal member 20 (and / or ferrule 14).
上記構成の発光装置10Bにおいては、励起光源24からの励起光は、ライトガイド12の入光面12aからライトガイド12内に導入され出光面12bまで導光されて、出光面12bから出射し、波長変換部材16を照射する。
In the
励起光が照射された波長変換部材16は、その表面(及び/又は内部)で散乱した励起光源24からの励起光(散乱光)と励起光源24から入射する励起光で励起されて発光した波長変換部材16からの光との混色による白色光(擬似白色光)を放出する。
The
波長変換部材16は、ライトガイド12の出光面12bと同等かやや大きいサイズとされている。従って、ライトガイド12の出光面12bから出射する励起光が波長変換部材16内部において導波されることに起因する色むら等の発生を防止することが可能となる。従って、波長変換部材16が色むらなく均一に発光する発光装置10Bを構成することが可能となる。
The
以上説明したように、本実施形態の発光装置10Bによれば、波長変換部材16が、透明板34とライトガイド12の出光面12bとの間に挟持されているため、振動や衝撃等(例えば、発光装置10Bが搭載された車両の振動・衝撃等)によって波長変換部材16がライトガイド12の出光面12bから脱落するのを防止することが可能となる(フェールセーフ)。
As described above, according to the
また、本実施形態の発光装置10Bによれば、上記第1、第2の放熱経路の作用により、波長変換部材16の発熱を効率良く放熱することが可能となる。その結果、発光装置10Bの発光効率を向上させることが可能となる。なお、第1の放熱経路は省略することも可能である。
Further, according to the
以上のように、本実施形態の発光装置10Bによれば、波長変換部材16の脱落が防止され、なおかつ、発光効率が高い発光装置を構成することが可能となる。
[車両用灯具ユニットの構成例]
次に、上記構成の発光装置10を用いた車両用灯具ユニット(車両用前照灯等の車両用灯具)の構成例について説明する。
As described above, according to the
[Configuration example of vehicle lamp unit]
Next, a configuration example of a vehicular lamp unit (a vehicular lamp such as a vehicular headlamp) using the
図5は、発光装置10を用いた車両用灯具ユニット36の縦断面図である。
FIG. 5 is a longitudinal sectional view of the
図5に示した車両用灯具ユニット36は、いわゆるダイレクトプロジェクション型(直射型)の車両用灯具ユニットであり、投影レンズ38、発光装置10を備えている。なお、発光装置10の代わりに、発光装置10A、10Bを用いてもよい。
The
投影レンズ38は、例えば、車両前方側表面が凸面で車両後方側表面が平面の平凸非球面の投影レンズである。
The
発光装置10の波長変換部材16は、その発光面を投影レンズ38に向けた状態で、投影レンズ38の後側焦点Fに配置されている。
The
上記構成の車両用灯具ユニット36によれば、波長変換部材16から放出される光は、投影レンズ38を透過して前方に照射され、車両前面に正対した仮想鉛直スクリーン(例えば、車両前方約25mに配置されている)上に、所定配光パターン(例えば、ハイビーム用配光パターン)を形成する。
According to the
以上、発光装置10、10A、10Bを用いて、ダイレクトプロジェクション型(直射型)の車両用灯具ユニット36を構成する例について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、発光装置10、10A、10Bを用いて、回転放物面系の反射面を含むリフレクタ型(反射型)の車両用灯具ユニット又は投影レンズ、回転楕円系の反射面を含むプロジェクタ型の車両用灯具ユニットを構成することも可能である。
The example in which the direct projection type (direct-lighting type)
上記実施形態はあらゆる点で単なる例示にすぎない。これらの記載によって本発明は限定的に解釈されるものではない。本発明はその精神または主要な特徴から逸脱することなく他の様々な形で実施することができる。 The above embodiment is merely an example in all respects. The present invention is not construed as being limited to these descriptions. The present invention can be implemented in various other forms without departing from the spirit or main features thereof.
10、10A、10B…発光装置、12…ライトガイド、12a…入光面、12b…出光面、14…フェルール、14a…先端面、14b…基端面、14c…ライトガイド用貫通穴、16…波長変換部材、16a、16b…部分、16c…表面、16d…裏面、18…光源ユニット、20…金属部材、22…ホルダー、22a…ライトガイド用貫通穴、24…励起光源、26…集光レンズ、28…筒部、30…プレート部、30a…開口、30b…大径部、30c…小径部、30d…段差部、30e…小径部、30f…大径部、30g…段差部、32…部材、34…透明板
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記ライトガイドを保持する保持部材と、
前記入光面から前記ライトガイド内部に導入される励起光を発生する励起光源と、
前記保持部材が嵌合する筒部と、前記筒部の先端の開口端を閉塞するプレート部であって、前記筒部に嵌合した前記保持部材に保持された前記ライトガイドの出光面が対向する箇所に、前記出光面と略同サイズの開口が形成されたプレート部と、を含む金属部材と、
前記出光面から出射される励起光を吸収し、波長変換して所定の波長域の光を放出する波長変換部材と、
を備えており、
前記波長変換部材は、前記波長変換部材の少なくとも一部が前記開口から露出し、かつ、前記波長変換部材が前記出光面を覆った状態で、前記金属部材のプレート部と前記ライトガイドの出光面との間に挟持されていることを特徴とする発光装置。 A light guide that includes a light incident surface and a light exit surface, guides excitation light introduced from the light incident surface to the light exit surface, and emits the light from the light exit surface;
A holding member for holding the light guide;
An excitation light source for generating excitation light introduced into the light guide from the light incident surface;
The cylindrical portion that fits the holding member and the plate portion that closes the open end at the tip of the cylindrical portion, and the light exit surface of the light guide held by the holding member fitted to the cylindrical portion is opposed to each other A plate member in which an opening having substantially the same size as the light exit surface is formed, and a metal member including:
A wavelength conversion member that absorbs excitation light emitted from the light exit surface, converts the wavelength to emit light in a predetermined wavelength range, and
With
The wavelength conversion member is configured such that at least a part of the wavelength conversion member is exposed from the opening, and the wavelength conversion member covers the light output surface, and the light guide surface of the plate portion of the metal member and the light guide. A light-emitting device characterized by being sandwiched between the two.
前記ライトガイドを保持する保持部材と、
前記入光面から前記ライトガイド内部に導入される励起光を発生する励起光源と、
前記出光面から出射される励起光を吸収し、波長変換して所定の波長域の光を放出する波長変換部材と、
前記保持部材に固定された透明板と、
を備えており、
前記波長変換部材は、前記波長変換部材が前記出光面を覆った状態で、前記透明板と前記出光面との間に挟持されていることを特徴とする発光装置。 A light guide that includes a light incident surface and a light exit surface, guides excitation light introduced from the light incident surface to the light exit surface, and emits the light from the light exit surface;
A holding member for holding the light guide;
An excitation light source for generating excitation light introduced into the light guide from the light incident surface;
A wavelength conversion member that absorbs excitation light emitted from the light exit surface, converts the wavelength to emit light in a predetermined wavelength range, and
A transparent plate fixed to the holding member;
With
The light emitting device, wherein the wavelength conversion member is sandwiched between the transparent plate and the light output surface in a state where the wavelength conversion member covers the light output surface.
前記ライトガイドを保持する保持部材と、
前記入光面から前記ライトガイド内部に導入される励起光を発生する励起光源と、
前記保持部材が嵌合する筒部と、前記筒部の先端の開口端を閉塞するプレート部であって、前記筒部に嵌合した前記保持部材に保持された前記ライトガイドの出光面が対向する箇所に、前記出光面と略同サイズの開口が形成されたプレート部と、を含む金属部材と、
前記出光面から出射される励起光を吸収し、波長変換して所定の波長域の光を放出する波長変換部材と、
前記開口を覆った状態で前記金属部材に固定された透明板と、
を備えており、
前記波長変換部材は、前記波長変換部材が前記出光面を覆った状態で、前記透明板と前記出光面との間に挟持されていることを特徴とする発光装置。 A light guide that includes a light incident surface and a light exit surface, guides excitation light introduced from the light incident surface to the light exit surface, and emits the light from the light exit surface;
A holding member for holding the light guide;
An excitation light source for generating excitation light introduced into the light guide from the light incident surface;
The cylindrical portion that fits the holding member and the plate portion that closes the open end at the tip of the cylindrical portion, and the light exit surface of the light guide held by the holding member fitted to the cylindrical portion is opposed to each other A plate member in which an opening having substantially the same size as the light exit surface is formed, and a metal member including:
A wavelength conversion member that absorbs excitation light emitted from the light exit surface, converts the wavelength to emit light in a predetermined wavelength range, and
A transparent plate fixed to the metal member in a state of covering the opening;
With
The light emitting device, wherein the wavelength conversion member is sandwiched between the transparent plate and the light output surface in a state where the wavelength conversion member covers the light output surface.
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