JP2013232390A - Light emitting device, projector, and vehicle headlamp - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a light emitting device having a high color rendering property and moreover capable of realizing an arbitrary light projection pattern.SOLUTION: A light emitting device 1 includes a light emitting part 4, a lens 10, and an operation control part 11, and the operation control part 11 changes a relative position of the lens 10 against the light emitting part 4 so that an irradiation position of laser beams in the light emitting part 4 and a spot size may be changed.

Description

本発明は、高い演色性を有し、かつ、任意の投光パターンを実現することが可能な発光装置、投光器、および車両用前照灯に関する。   The present invention relates to a light emitting device, a projector, and a vehicle headlamp that have high color rendering properties and can realize an arbitrary projection pattern.

近年、励起光源として発光ダイオード(LED;Light Emitting Diode)や半導体レーザ(LD;Laser Diode)等の半導体発光素子を用い、これらの励起光源から生じた励起光を、蛍光体を含む発光部に照射することによって発生する蛍光を照明光として用いる発光装置の研究が盛んになってきている。   In recent years, semiconductor light emitting devices such as light emitting diodes (LEDs) and semiconductor lasers (LDs) are used as excitation light sources, and excitation light generated from these excitation light sources is emitted to light emitting units including phosphors. Research on light-emitting devices that use fluorescence generated by the above as illumination light has become active.

このような発光装置に関する技術の例として、特許文献1から4に開示された発光装置がある。   Examples of techniques relating to such a light emitting device include light emitting devices disclosed in Patent Documents 1 to 4.

特許文献1では、可変の照明特性を備えた車両ヘッドランプを機械的に簡単に構成できるようにし、併せて障害耐性と応答速度を高めている。特許文献2では、大型化を抑制しつつ、消費電力を低減するとともに、配光パターンに所望の濃淡を形成することが可能な前照灯が開示されている。特許文献3では、水平方向にワイドな配光パターンと左右側方を照射するAFS(Adaptive Front-Lighting System)に適した配光パターンとを電気的に切り替えることが可能な車両用灯具が開示されている。特許文献4では、配光を可変にする機能を備えている場合にも、装置の大型化、重量の増加を防止し、製造コストの上昇を防止する光源装置が開示されている。   In Patent Document 1, a vehicle headlamp having variable illumination characteristics can be mechanically easily configured, and at the same time, fault tolerance and response speed are increased. Patent Document 2 discloses a headlamp that can reduce power consumption while suppressing an increase in size and can form a desired shading in a light distribution pattern. Patent Document 3 discloses a vehicular lamp that can electrically switch between a light distribution pattern that is wide in the horizontal direction and a light distribution pattern that is suitable for an adaptive front-lighting system (AFS) that irradiates the left and right sides. ing. Patent Document 4 discloses a light source device that prevents an increase in size and weight of the device and prevents an increase in manufacturing cost even when a function for changing the light distribution is provided.

特開2003− 45210号公報(2003年2月14日公開)JP 2003-45210 A (published February 14, 2003) 特開2011−157022号公報(2011年8月18日公開)JP2011-157022 (released on August 18, 2011) 特開2011−113668号公報(2011年6月 9日公開)JP 2011-113668 A (released on June 9, 2011) 特開2011−134619号公報(2011年7月 7日公開)JP 2011-134619 A (published July 7, 2011)

しかしながら、上記各特許文献に記載の技術には次のような問題がある。   However, the techniques described in the above patent documents have the following problems.

つまり、特許文献1の車両ヘッドランプ等は、レーザ光を受けて発光する発光部を備えていないことから、車両ヘッドランプに使用可能な程度での演色性を有するものではなく、また配光パターンを可変とすることが困難である。   That is, since the vehicle headlamp of Patent Document 1 does not include a light emitting unit that emits laser light and does not have a color rendering property that can be used for a vehicle headlamp, and also has a light distribution pattern. Is difficult to change.

本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、その目的は、車両ヘッドランプに使用可能な程度の演色性を有し、かつ、配光パターンが可変の発光装置、投光器、および車両用前照灯を提供することにある。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and has an object of providing a light-emitting device, a projector, and a color rendering property that can be used for a vehicle headlamp and has a variable light distribution pattern. And it is providing a vehicle headlamp.

本発明に係る発光装置は、上記の課題を解決するために、レーザ光源から出射されたレーザ光を受けて発光する発光部と、上記レーザ光源から上記発光部への上記レーザ光の導光を制御する光制御部と、上記光制御部を動作させる動作制御部と、を備え、上記動作制御部は、上記発光部に対する上記光制御部の相対位置を変えることにより、上記発光部における上記レーザ光の照射位置およびスポットサイズを変化させることを特徴としている。   In order to solve the above problems, a light emitting device according to the present invention receives a laser beam emitted from a laser light source and emits light, and guides the laser light from the laser light source to the light emitting unit. A light control unit for controlling, and an operation control unit for operating the light control unit, wherein the operation control unit changes the relative position of the light control unit with respect to the light emitting unit, thereby changing the laser in the light emitting unit. It is characterized by changing the light irradiation position and the spot size.

上記の構成によれば、レーザ光源から発光部へのレーザ光の導光を制御する光制御部は、動作制御部による制御を受けて動作する。これにより、上記レーザ光源から上記発光部への上記レーザ光の導光が制御され、上記発光部における上記レーザ光の照射位置およびスポットサイズを変化させることができる。その結果、本発明に係る発光装置は、任意の場所への光の照射と、自由な配光パターンの変更が可能となる。   According to said structure, the light control part which controls light guide of the laser beam to a light emission part from a laser light source operate | moves under control by an operation control part. Thereby, the light guide of the laser light from the laser light source to the light emitting unit is controlled, and the irradiation position and spot size of the laser light in the light emitting unit can be changed. As a result, the light emitting device according to the present invention can irradiate light to an arbitrary place and freely change the light distribution pattern.

このとき、本発明に係る発光装置は、レーザ光源を用いることで十分な輝度を確保し、さらに、レーザ光を受けて発光する発光部を備えることで、レーザ光の波長以外の光の演色性およびコントラストを高めることができる。   At this time, the light emitting device according to the present invention secures sufficient luminance by using a laser light source, and further includes a light emitting unit that emits light upon receiving laser light, thereby providing color rendering properties of light other than the wavelength of the laser light. And the contrast can be increased.

また、本発明に係る発光装置は、上記レーザ光源の光量を制御可能な光量制御部をさらに備える構成であってよい。   In addition, the light emitting device according to the present invention may further include a light amount control unit capable of controlling the light amount of the laser light source.

上記の構成によれば、上記光量制御部がレーザ光源の光量を制御することで、上記発光部に照射されるレーザ光の強度が制御され、これにより、上記発光部が発する光の強度も制御することができる。それゆえ、本発明に係る発光装置は、配光パターンを自由に変更するだけでなく、その光の強度も自在に制御できるため、濃淡の変化も伴う自由な配光パターンを実現することができる。   According to said structure, the intensity | strength of the laser beam irradiated to the said light emission part is controlled by the said light quantity control part controlling the light quantity of a laser light source, and, thereby, also controls the intensity | strength of the light which the said light emission part emits. can do. Therefore, the light-emitting device according to the present invention not only can freely change the light distribution pattern, but also can freely control the intensity of the light, so that it is possible to realize a free light distribution pattern with a change in shading. .

また、本発明に係る発光装置では、上記発光部は、上記レーザ光を受けて蛍光を発する蛍光体を少なくとも含む構成であってよい。   In the light emitting device according to the present invention, the light emitting unit may include at least a phosphor that emits fluorescence upon receiving the laser light.

蛍光体の種類は、特に限られず、種々の蛍光体を用いることができる。また、単一種の蛍光体のみで構成されていても良いし、複数種の蛍光体で構成されていても良い。これにより、例えば、発光部として、青色、緑色、赤色、および黄色の蛍光体を適宜組み合わることで、演色性の良好な発光装置を実現することができる。   The type of phosphor is not particularly limited, and various phosphors can be used. Moreover, it may be comprised only with single kind of fluorescent substance, and may be comprised with multiple types of fluorescent substance. Thereby, for example, a light emitting device with good color rendering can be realized by appropriately combining blue, green, red, and yellow phosphors as the light emitting portion.

また、蛍光体の別のとしては、III−V族化合物半導体のナノメータサイズの粒子を用いた半導体ナノ粒子蛍光体を用いることもでき、これにより、レーザ光のパワーを素早く蛍光として放射できるハイパワーのレーザ光に対して耐性を強くし、装置寿命を延ばすこともできる。   As another phosphor, a semiconductor nanoparticle phosphor using nanometer-sized particles of a III-V compound semiconductor can also be used, which makes it possible to quickly emit laser light as fluorescence. It is possible to increase resistance to the laser beam and extend the life of the apparatus.

このように、本発明に係る発光装置は、発光部がレーザ光を受けて蛍光を発する蛍光体を少なくとも含むことにより、演色性や寿命などの点で利点を増やすことができる。   As described above, the light-emitting device according to the present invention can increase advantages in terms of color rendering properties and lifetime by including at least a phosphor that emits fluorescence when the light-emitting unit receives laser light.

また、本発明に係る発光装置では、上記発光部の配光特性が、上記レーザ光が入射する側とは反対の側において発光する配光特性であるときに、
上記発光部における上記レーザ光のスポットサイズが、上記発光部における発光面積と略同一、もしくは、上記発光面積よりも大きい構成であってよい。
In the light emitting device according to the present invention, when the light distribution characteristic of the light emitting unit is a light distribution characteristic of emitting light on the side opposite to the side on which the laser light is incident,
The spot size of the laser light in the light emitting part may be substantially the same as the light emitting area in the light emitting part or larger than the light emitting area.

上記スポットサイズよりも上記発光面積が大きいと、上記発光部が発する光の輝度を得るためにレーザ光の励起密度を上げる必要がある。そうすると、レーザ光の熱により発光部が劣化(変色や変形)し、寿命が短くなるという問題が生じる。   If the light emitting area is larger than the spot size, it is necessary to increase the excitation density of the laser light in order to obtain the luminance of the light emitted from the light emitting portion. If it does so, the light emission part will deteriorate (discoloration and deformation | transformation) with the heat | fever of a laser beam, and the problem that lifetime becomes short will arise.

そこで、上記の構成によって、上記発光部の劣化を抑え、その寿命を延ばすことが可能となる。   Therefore, with the above configuration, it is possible to suppress the deterioration of the light emitting unit and extend its life.

また、本発明に係る発光装置では、上記光制御部は、ポリゴンミラーおよびガルバノミラーの少なくとも何れかであり、上記動作制御部は、上記ポリゴンミラーおよび上記ガルバノミラーの少なくとも何れかを動作させるアクチュエータである構成であってよい。   In the light emitting device according to the present invention, the light control unit is at least one of a polygon mirror and a galvanometer mirror, and the operation control unit is an actuator that operates at least one of the polygon mirror and the galvanometer mirror. There may be a certain configuration.

上記光制御部としてポリゴンミラーおよび/またはガルバノミラーを用いることにより、上記レーザ光源から上記発光部への上記レーザ光の導光を容易に制御することができる。また、ポリゴンミラーおよびガルバノミラーは、入手しやすいため、発光装置への組み込みが容易である。   By using a polygon mirror and / or a galvanometer mirror as the light control unit, the light guide of the laser light from the laser light source to the light emitting unit can be easily controlled. Further, since the polygon mirror and the galvanometer mirror are easily available, they can be easily incorporated into the light emitting device.

さらに、本発明に係る発光装置は、上記の構成を備えることで、非常に広い範囲に光を照射することができる、つまり、投光可能な立体角を大きくすることが容易になる。そのため、投光角そのものは狭い状態でありつつも、広い領域への投光が可能となる。   Furthermore, the light-emitting device according to the present invention can irradiate light over a very wide range by having the above-described configuration, that is, it is easy to increase the solid angle at which light can be projected. Therefore, it is possible to project light over a wide area while the projection angle itself is narrow.

また、本発明に係る発光装置は、上記の構成を備えることにより、従来レーザで行われるレーザーショーなどを、白色光等のレーザのない色度で行うことが可能となる。このような大出力の光が必要な場合には、レーザ素子の劣化を防止するために、上記の構成が有利となる。   In addition, the light emitting device according to the present invention has the above-described configuration, so that it is possible to perform a laser show or the like that is conventionally performed with a laser with chromaticity that does not include a laser such as white light. When such a high output light is required, the above configuration is advantageous in order to prevent the laser element from deteriorating.

また、本発明に係る発光装置では、上記光制御部は、凸レンズまたは凹面鏡であり、
上記動作制御部は、上記凸レンズまたは上記凹面鏡を動作させるアクチュエータである構成であってよい。
In the light emitting device according to the present invention, the light control unit is a convex lens or a concave mirror,
The operation controller may be an actuator that operates the convex lens or the concave mirror.

凸レンズまたは凹面鏡を用いることにより、上記レーザ光源から上記発光部への上記レーザ光の導光を容易に制御することができる。また、凸レンズおよび凹面鏡は、入手しやすいため、発光装置への組み込みが容易である。   By using a convex lens or a concave mirror, light guide of the laser light from the laser light source to the light emitting unit can be easily controlled. Further, since the convex lens and the concave mirror are easy to obtain, they can be easily incorporated into the light emitting device.

また、上記の構成によれば、必要なスペースが小さくて済むため、厳しい空間設計(レイアウト)が要求される車両等へ発光装置を組み込む際に、他の発光装置よりも有利である。   Further, according to the above configuration, since a necessary space is small, it is more advantageous than other light emitting devices when the light emitting device is incorporated in a vehicle or the like that requires a strict space design (layout).

また、本発明に係る発光装置は、自装置が投光する領域である投光領域内の物体を検知する検知部をさらに備え、上記動作制御部は、上記検知部によって上記物体が検知されたとき、上記光制御部を動作させる構成であってよい。   In addition, the light emitting device according to the present invention further includes a detection unit that detects an object in a light projection region that is a region where the device itself projects, and the operation control unit detects the object by the detection unit. In some cases, the light control unit may be operated.

上記の構成によれば、上記動作制御部が上記光制御部を動作させることで、物体に対する配光パターンを制御することが可能となるため、例えば、検知された物体の全体または一部に光を照射するなどの配光パターンの制御が可能となる。   According to the above configuration, since the operation control unit operates the light control unit to control the light distribution pattern with respect to the object, for example, the light is applied to the whole or a part of the detected object. It is possible to control the light distribution pattern such as irradiation

また、本発明に係る発光装置は、上記検知部によって検知された上記物体の種類を、画像認識により識別する識別部をさらに備え、上記動作制御部は、上記識別部によって識別された上記物体の種類に応じて、上記光制御部を動作させる構成であってよい。   The light-emitting device according to the present invention further includes an identification unit that identifies the type of the object detected by the detection unit by image recognition, and the operation control unit is configured to recognize the object identified by the identification unit. The light control unit may be configured to operate according to the type.

上記の構成では、検知部によって検知された物体の種類を、画像認識により識別する識別部をさらに備える。したがって、識別部によって識別された物体の種類に応じて、上記動作制御部が上記光制御部を動作させることにより、物体に対する配光パターンを制御することが可能となる。これにより、例えば、検知された物体の全体または一部に光を照射するなどの配光パターンの制御が可能となる。   The above configuration further includes an identification unit that identifies the type of the object detected by the detection unit by image recognition. Therefore, the light distribution pattern for the object can be controlled by the operation control unit operating the light control unit in accordance with the type of the object identified by the identification unit. Thereby, for example, it is possible to control the light distribution pattern such as irradiating light to the whole or part of the detected object.

また、本発明に係る発光装置は、自装置が投光する領域である投光領域内の物体を検知する検知部をさらに備え、上記光量制御部は、上記検知部によって上記物体が検知されたとき、当該物体が検知された上記投光領域に投光する上記レーザ光源の光量を制御する構成であってよい。   In addition, the light emitting device according to the present invention further includes a detection unit that detects an object in a light projection region that is a region where the device itself projects light, and the light amount control unit detects the object by the detection unit. In this case, the light amount of the laser light source that projects light onto the light projection area where the object is detected may be controlled.

上記の構成によれば、上記光量制御部が上記物体が検知された上記投光領域に投光する上記レーザ光源の光量を制御することで、配光パターンを自由に変更することができ、また、その光の強度も自在に制御できるため、様々な配光パターンを実現できる。   According to said structure, the said light quantity control part can change a light distribution pattern freely by controlling the light quantity of the said laser light source projected on the said light projection area | region where the said object was detected, and Since the intensity of the light can be freely controlled, various light distribution patterns can be realized.

また、本発明に係る発光装置は、上記検知部によって検知された上記物体の種類を、画像認識により識別する識別部をさらに備え、上記光量制御部は、上記識別部によって識別された上記物体の種類に応じて、当該物体が検知された上記投光領域に投光する上記レーザ光源の光量を制御する構成であってよい。   In addition, the light emitting device according to the present invention further includes an identification unit that identifies the type of the object detected by the detection unit by image recognition, and the light amount control unit is configured to identify the type of the object identified by the identification unit. Depending on the type, the light quantity of the laser light source that projects light onto the light projection area where the object is detected may be controlled.

上記の構成では、検知部によって検知された物体の種類を、画像認識により識別する識別部をさらに備える。したがって、識別部によって識別された物体の種類に応じて、上記光量制御部が上記物体が検知された上記投光領域に投光する上記レーザ光源の光量を制御することができる。これにより、本発明に係る発光装置は、配光パターンを自由に変更することができ、かつ、その光の強度も自在に制御できるため、様々な配光パターンを実現することができる。   The above configuration further includes an identification unit that identifies the type of the object detected by the detection unit by image recognition. Therefore, according to the type of the object identified by the identifying unit, the light amount control unit can control the light amount of the laser light source that projects the light projecting area where the object is detected. As a result, the light emitting device according to the present invention can freely change the light distribution pattern and can also freely control the intensity of the light, so that various light distribution patterns can be realized.

また、本発明に係る投光器は、上記何れかの発光装置を備えた投光器であって、上記発光部で発光した光を投光する投光部を備え、上記投光部は、上記動作制御部が上記光制御部を動作させることによって、投光範囲を変化させる構成であってよい。   Further, a projector according to the present invention is a projector including any one of the above light emitting devices, and includes a light projecting unit that projects light emitted from the light emitting unit, and the light projecting unit includes the operation control unit. However, the light projection range may be changed by operating the light control unit.

上記の構成によれば、上記光制御部は、上記動作制御部による動作を受けて、上記発光部に対する相対位置を変え、それにより上記発光部における上記レーザ光の照射位置およびスポットサイズを変化させることができる。それゆえ、本発明に係る投光器は、任意の場所へ光を照射でき、様々な配光パターンを実現することができる。   According to said structure, the said light control part receives the operation | movement by the said operation control part, changes the relative position with respect to the said light emission part, and, thereby, changes the irradiation position and spot size of the said laser beam in the said light emission part. be able to. Therefore, the light projector according to the present invention can irradiate light to an arbitrary place and can realize various light distribution patterns.

このとき、本発明に係る投光器では、レーザ光源を用いることで十分な輝度を確保し、さらに、レーザ光を受けて発光する発光部を備えているため、レーザ光の波長以外の光の演色性およびコントラストを高めることができる。   At this time, the projector according to the present invention secures sufficient luminance by using a laser light source, and further includes a light emitting unit that emits light upon receiving the laser light, so that the color rendering properties of light other than the wavelength of the laser light are provided. And the contrast can be increased.

また、本発明に係る投光器では、上記発光部の配光特性が、上記レーザ光が入射する側と同じ側において強く発光する配光特性であるときに、上記発光部の上記レーザ光が入射する側に、上記投光部を備える構成であってよい。   In the projector according to the present invention, when the light distribution characteristic of the light emitting part is a light distribution characteristic that emits light strongly on the same side as the side on which the laser light is incident, the laser light of the light emitting part is incident. The light emitting unit may be provided on the side.

上記の構成によれば、本発明に係る投光器は、上記レーザ光が入射する側と同じ側において上記発光部が発光するタイプの発光装置にも好適に適用される。つまり、本発明に係る投光器は、上記レーザ光が入射する側と反対側において上記発光部が発光するタイプの発光装置に限らず用いることができるため、投光器のレイアウト、設計の自由度を高めることができる。   According to said structure, the light projector based on this invention is applied suitably also to the light-emitting device of the type which the said light emission part light-emits on the same side as the side into which the said laser beam enters. That is, the projector according to the present invention can be used not only for the type of light emitting device in which the light emitting unit emits light on the side opposite to the side on which the laser light is incident, thus increasing the flexibility of layout and design of the projector. Can do.

また、発光部がレーザ光の入射側の反対側で発光するタイプの投光器と比較すると、本発明に係る投光器は、光入射側(つまり、光発光側)の反対側に放熱機構を配置することができ、発光部からのより効率的な放熱を図ることができる。   In addition, as compared with a type of projector that emits light on the side opposite to the laser beam incident side, the projector according to the present invention has a heat dissipating mechanism on the side opposite to the light incident side (that is, the light emitting side). Thus, more efficient heat dissipation from the light emitting portion can be achieved.

さらに、発光部がレーザ光の入射側の反対側で発光するタイプの投光器は光入射側に放出される光束を制御することが困難であるのに対して、本発明に係る投光器は、発光部における配光を立体角2πステラジアン以下に制御することが容易である。したがって、本発明に係る投光器は、より有効に光束を利用することができ、したがって、省電力化を図ることができる。   Further, a projector in which the light emitting unit emits light on the side opposite to the laser light incident side is difficult to control the light beam emitted to the light incident side, whereas the projector according to the present invention includes the light emitting unit. It is easy to control the light distribution at a solid angle of 2π steradians or less. Therefore, the projector according to the present invention can use the light beam more effectively, and thus can save power.

また、本発明に係る車両用前照灯は、上記何れかの発光装置を備える構成であってよい。   In addition, the vehicle headlamp according to the present invention may be configured to include any one of the above light emitting devices.

上記構成によれば、本発明に係る車両用前照灯は、任意の場所へ光を照射することが可能であるため、配光パターンを自由に変更することができる。   According to the above configuration, the vehicle headlamp according to the present invention can irradiate light to an arbitrary place, so that the light distribution pattern can be freely changed.

また、本発明に係る車両用前照灯では、上記光量制御部は、上記物体が対向車、または先行車であると上記識別部によって識別されたとき、当該対向車、または先行車が検知された上記投光領域に投光する上記レーザ光源の光量を減少させる構成であってよい。   In the vehicle headlamp according to the present invention, the light amount control unit detects the oncoming vehicle or the preceding vehicle when the identification unit identifies that the object is an oncoming vehicle or a preceding vehicle. The light quantity of the laser light source projected to the light projecting area may be reduced.

上記の構成によれば、対向車、または先行車が検知された上記投光領域に投光する上記レーザ光源の光量が上記光量制御部によって減少されるため、対向車、または先行車のドライバが眩しいと感じる程度を軽減することができる。とくに、対向車からの光は前方を視難くさせるため、上記構成によって事故の発生を抑えることができるという効果を有する。   According to said structure, since the light quantity of the said laser light source projected on the said light projection area | region where the oncoming vehicle or the preceding vehicle was detected is reduced by the said light quantity control part, the driver of an oncoming vehicle or a preceding vehicle is The degree of feeling dazzling can be reduced. In particular, since the light from the oncoming vehicle makes it difficult to see the front, the above configuration has the effect that the occurrence of an accident can be suppressed.

また、本発明に係る車両用前照灯では、上記光量制御部は、上記物体が道路標識、または障害物であると上記識別部によって識別されたとき、当該道路標識、または障害物が検知された上記投光領域に投光する上記レーザ光源の光量を増加させる構成であってよい。   In the vehicle headlamp according to the present invention, the light amount control unit detects the road sign or the obstacle when the object is identified as the road sign or the obstacle by the identification unit. Further, the light quantity of the laser light source that projects light to the light projecting area may be increased.

上記の構成によれば、当該道路標識、または障害物が検知された上記投光領域に投光する上記レーザ光源の光量が上記光量制御部によって増加されるため、ドライバは、道路標識、または障害物の目視確認が容易となる。これにより、本発明に係る車両用前照灯では、事故の発生を抑えることができる。   According to said structure, since the light quantity of the said laser light source which projects the said road sign or the said light projection area | region where the obstacle was detected is increased by the said light quantity control part, a driver is a road sign or an obstruction Visual confirmation of an object becomes easy. Thereby, in the vehicle headlamp according to the present invention, the occurrence of an accident can be suppressed.

また、本発明に係る車両用前照灯では、上記動作制御部は、右側通行国で規定された照明光の配光パターン、および、左側通行国で規定された照明光の配光パターンのいずれかを満たすように、上記発光部に対する上記レーザ光の照射位置を変化させる構成であってよい。   Further, in the vehicle headlamp according to the present invention, the operation control unit includes any one of the illumination light distribution pattern defined in the right-hand passing country and the illumination light distribution pattern defined in the left-hand passing country. It may be configured to change the irradiation position of the laser beam on the light emitting unit so as to satisfy the above.

右側通行国および左側通行国で規定される照明光の配光パターンはそれぞれ異なる。この点、本発明に係る車両用前照灯では、上記動作制御部が上記発光部に対する上記レーザ光の照射位置を変化させることで、右側通行国または左側通行国で規定された照明光の配光パターンを満たすことができる。それゆえ、本発明に係る車両用前照灯は、右側通行国および左側通行国の何れにおいても好適に用いられる。   The light distribution patterns of illumination light defined in the right-hand side country and the left-hand side country are different. In this regard, in the vehicle headlamp according to the present invention, the operation control unit changes the irradiation position of the laser light on the light emitting unit, so that the distribution of the illumination light defined in the right-hand side country or the left-hand side country is achieved. The light pattern can be filled. Therefore, the vehicle headlamp according to the present invention is suitably used in both the right-hand and right-hand countries.

また、本発明に係る車両用前照灯では、上記光量制御部は、右側通行国で規定された照明光の配光パターン、および、左側通行国で規定された照明光の照度のいずれかを満たすように、上記レーザ光源の光量を制御する構成であってよい。   Further, in the vehicle headlamp according to the present invention, the light amount control unit is configured to display either the illumination light distribution pattern defined in the right-hand traffic country or the illumination intensity of the illumination light defined in the left-hand traffic country. It may be configured to control the amount of light of the laser light source so as to satisfy.

本発明に係る車両用前照灯では、上記光量制御部が上記レーザ光源の光量を制御することで、右側通行国または左側通行国で規定された照明光の照度を満たすことができる。それゆえ、本発明に係る車両用前照灯は、右側通行国および左側通行国の何れにおいても好適に用いられることができる。   In the vehicle headlamp according to the present invention, the light amount control unit controls the light amount of the laser light source, whereby the illuminance of the illumination light defined in the right side country or the left side country can be satisfied. Therefore, the vehicle headlamp according to the present invention can be suitably used in both the right-hand traffic country and the left-hand traffic country.

また、本発明に係る車両用前照灯では、上記動作制御部は、上記識別部が上り坂を識別したときに、上記発光部に対する上記光制御部の相対位置を変えることにより、上記レーザ光の照射位置を変化させ、車両から前方に向かって照射される照射光の照射範囲を地面方向に変え、上記識別部が下り坂を識別したときに、上記発光部に対する上記光制御部の相対位置を変えることにより、上記レーザ光の照射位置を変化させ、車両から前方に向かって照射される照射光の照射範囲を地面とは反対の方向に変える構成であってよい。   Further, in the vehicle headlamp according to the present invention, the operation control unit changes the relative position of the light control unit with respect to the light emitting unit when the identification unit identifies an uphill. When the identification unit identifies a downhill, the relative position of the light control unit with respect to the light emitting unit is changed. By changing the position of the laser beam, the irradiation position of the laser beam may be changed to change the irradiation range of the irradiation light irradiated forward from the vehicle in a direction opposite to the ground.

上記の構成によれば、上記識別部が上り坂または下り坂を識別すると、上記動作制御部は、上記発光部に対する上記光制御部の相対位置を変えることにより、上記レーザ光の照射位置を変化させる。そして、上記動作制御部は、車両から前方に向かって照射される照射光の照射範囲を地面方向または地面とは反対の方向に変える。   According to the above configuration, when the identification unit identifies an uphill or a downhill, the operation control unit changes the irradiation position of the laser light by changing the relative position of the light control unit with respect to the light emitting unit. Let And the said operation control part changes the irradiation range of the irradiated light irradiated toward a front from a vehicle to the direction opposite to the ground direction or the ground.

これにより、本発明に係る車両用前照灯は、上り坂および下り坂が前方に現れた場合にも、適切に道路を照らすことができるため、安全な運転環境をドライバに提供することができる。   As a result, the vehicle headlamp according to the present invention can appropriately illuminate the road even when the uphill and the downhill appear forward, so that a safe driving environment can be provided to the driver. .

本発明に係る発光装置は、以上のように、レーザ光源から出射されたレーザ光を受けて発光する発光部と、上記レーザ光源から上記発光部への上記レーザ光の導光を制御する光制御部と、上記光制御部を動作させる動作制御部と、を備え、上記動作制御部は、上記発光部に対する上記光制御部の相対位置を変えることにより、上記発光部における上記レーザ光の照射位置およびスポットサイズを変化させることを特徴としている。   As described above, the light emitting device according to the present invention receives a laser beam emitted from a laser light source and emits light, and light control for controlling light guide of the laser light from the laser light source to the light emitting unit. And an operation control unit for operating the light control unit, wherein the operation control unit changes the relative position of the light control unit with respect to the light emitting unit, thereby irradiating the laser light at the light emitting unit. In addition, the spot size is changed.

それゆえ、高い演色性を有し、かつ、任意の投光パターンを実現することが可能な発光装置、投光器、および車両用前照灯を提供することができる。   Therefore, it is possible to provide a light emitting device, a projector, and a vehicle headlamp that have high color rendering properties and can realize an arbitrary projection pattern.

本実施形態に係る投光器の概略図である。It is the schematic of the projector which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る発光装置の動作を説明するための概略図である。It is the schematic for demonstrating operation | movement of the light-emitting device which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る発光装置を備える投光器による投光の様子を説明する図である。It is a figure explaining the mode of light projection by a light projector provided with the light-emitting device concerning this embodiment. 本実施形態に係る投光器による投光の一例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating an example of the light projection by the light projector which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る投光器による投光の一例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating an example of the light projection by the light projector which concerns on this embodiment. パラボラミラーの回転放物面を示す概念図Conceptual diagram showing parabolic mirror paraboloid (a)はパラボラミラー5の上面図、(b)は正面図、(c)は側面図である。(A) is a top view of the parabolic mirror 5, (b) is a front view, and (c) is a side view. 本実施形態に係る投光器の概略図である。It is the schematic of the projector which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る他の投光器の概略図である。It is the schematic of the other light projector which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る他の投光器の概略図である。It is the schematic of the other light projector which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る照明装置を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the illuminating device which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る他の照明装置を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the other illuminating device which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る他の照明装置を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the other illuminating device which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る投光器を車両用前照灯に適用した場合の概念図である。It is a conceptual diagram at the time of applying the projector which concerns on this embodiment to the vehicle headlamp. 本実施形態に係る光量調整部を説明するための概略ブロック図であるIt is a schematic block diagram for demonstrating the light quantity adjustment part which concerns on this embodiment. レーザ素子の光量を調整する動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation | movement which adjusts the light quantity of a laser element. 光量調整部によって得られる効果を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the effect acquired by the light quantity adjustment part. 光量調整部によって得られる効果を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the effect acquired by the light quantity adjustment part. 光量調整部によって得られる効果を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the effect acquired by the light quantity adjustment part. 本実施形態に係る他の照明装置を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the other illuminating device which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る他の投光器の概略図である。It is the schematic of the other light projector which concerns on this embodiment. MEMSミラーを説明する概略図である。It is the schematic explaining a MEMS mirror. 本実施形態に係る他の投光器の概略図である。It is the schematic of the other light projector which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る他の投光器の概略図である。It is the schematic of the other light projector which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る他の投光器の概略図である。It is the schematic of the other light projector which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る他の投光器の概略図である。It is the schematic of the other light projector which concerns on this embodiment. (a)〜(c)は、ピエゾミラー素子を説明する概略図である。(A)-(c) is the schematic explaining a piezomirror element.

以下、図面を参照しつつ、本実施の形態に係る発光装置1等について説明する。以下の説明では、同一の部品および構成要素には同一の符号を付している。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。   Hereinafter, the light-emitting device 1 and the like according to the present embodiment will be described with reference to the drawings. In the following description, the same parts and components are denoted by the same reference numerals. Their names and functions are also the same. Therefore, detailed description thereof will not be repeated.

〔発光装置1の動作概略〕
まず、発光装置1の動作の概略を図2等により説明したうえで、発光装置1の具体的な構成を説明する。
[Outline of operation of light-emitting device 1]
First, the outline of the operation of the light emitting device 1 will be described with reference to FIG. 2 and the like, and then the specific configuration of the light emitting device 1 will be described.

図2は、発光装置1の動作を説明するための概略図である。図示するように、発光装置1は、レーザ素子(レーザ光源)2、発光部4、レンズ(光制御部)10、および動作制御部11(不図示)を備えている。   FIG. 2 is a schematic diagram for explaining the operation of the light emitting device 1. As illustrated, the light emitting device 1 includes a laser element (laser light source) 2, a light emitting unit 4, a lens (light control unit) 10, and an operation control unit 11 (not shown).

発光装置1では、レーザ素子2がレーザ光を出射し、そのレーザ光を受けて発光部4が発光する。レーザ素子2から発光部4へのレーザ光の導光はレンズ10によって制御される。レンズ10は、その動作が、動作制御部11によって制御される。動作制御部11は、レーザ素子2に対するレンズ10の相対位置を変えることで、発光部4におけるレーザ光の照射位置およびスポットサイズを変化させる。   In the light emitting device 1, the laser element 2 emits laser light, and the light emitting unit 4 emits light upon receiving the laser light. The light guide of laser light from the laser element 2 to the light emitting unit 4 is controlled by the lens 10. The operation of the lens 10 is controlled by the operation control unit 11. The operation control unit 11 changes the irradiation position and spot size of the laser light in the light emitting unit 4 by changing the relative position of the lens 10 with respect to the laser element 2.

図2は上記の動作を説明するものであり、動作制御部11による制御を受けてレンズ10が動作し、それにより、発光部4のレーザ光が照射される照射面の任意の領域にレーザ光が走査される。また、動作制御部11は、レンズ10を動作させて、発光部4におけるレーザ光のスポットサイズを任意に変化させることもできる。   FIG. 2 illustrates the above-described operation. The lens 10 operates under the control of the operation control unit 11, whereby the laser beam is applied to an arbitrary region of the irradiation surface irradiated with the laser beam of the light emitting unit 4. Are scanned. The operation control unit 11 can also change the spot size of the laser beam in the light emitting unit 4 by operating the lens 10.

図3は、投光器100による投光の様子を説明する図である。投光器100は、発光装置1、およびパラボラミラー5を備える。発光部4は、パラボラミラー5のほぼ焦点位置に配置されている。パラボラミラー5は、発光部4が発光した光を外部に向けて反射(投光)する。   FIG. 3 is a diagram for explaining how light is projected by the projector 100. The projector 100 includes the light emitting device 1 and the parabolic mirror 5. The light emitting unit 4 is disposed at a substantially focal position of the parabolic mirror 5. The parabolic mirror 5 reflects (projects) the light emitted by the light emitting unit 4 toward the outside.

投光器100では、動作制御部11が、発光部4に対するレンズ10の相対位置を変えることで、発光部4におけるレーザ光の照射位置およびスポットサイズを変化させる。これにより、パラボラミラー5が反射した光の投光領域は、発光部4におけるレーザ光の照射位置に応じて変化することになり、図3に記載の投光領域Lが形成される。このとき、発光部4におけるレーザ光のスポットサイズを大きくすることでレーザ光の走査量を抑制することもできる。このことは、後述する図4等の例においても同様である。   In the projector 100, the operation control unit 11 changes the irradiation position and spot size of the laser light in the light emitting unit 4 by changing the relative position of the lens 10 with respect to the light emitting unit 4. Thereby, the light projection region of the light reflected by the parabolic mirror 5 changes according to the irradiation position of the laser light in the light emitting unit 4, and the light projection region L shown in FIG. 3 is formed. At this time, the scanning amount of the laser beam can be suppressed by increasing the spot size of the laser beam in the light emitting unit 4. This is the same in the example of FIG.

図4は、投光器100による投光の一例を説明するための図である。この例では、投光器100は、動作制御部11を動作させることで発光部4の一部の領域のみにレーザ光を照射し、それにより投光領域を領域L1のみに限定している。   FIG. 4 is a diagram for explaining an example of light projection by the light projector 100. In this example, the light projector 100 operates the operation control unit 11 to irradiate only a partial region of the light emitting unit 4 with the laser beam, thereby limiting the light projection region to only the region L1.

図5は、投光器100による投光の他の一例を説明するための図である。この例では、投光器100は、動作制御部11を動作させることで、領域L1を除く投光領域Lに投光している。これは、投光領域L(図2)を照射するうえで、領域L1が照射されるタイミングでレーザ素子2をオフにすることで実現される。   FIG. 5 is a diagram for explaining another example of light projection by the light projector 100. In this example, the projector 100 projects the light projecting region L excluding the region L1 by operating the operation control unit 11. This is realized by turning off the laser element 2 at the timing when the region L1 is irradiated when irradiating the projection region L (FIG. 2).

このように、発光装置1は、発光部4におけるレーザ光の照射位置およびスポットサイズを自由に変えることができ、それにより配光パターンを自由に変更することができる。加えて、発光装置1は、レーザ素子2を用いることで十分な輝度を確保し、さらに、レーザ光を受けて発光する発光部4を備えることで、レーザ光の波長以外の光の演色性およびコントラストを高めることができる。   As described above, the light emitting device 1 can freely change the irradiation position and spot size of the laser light in the light emitting unit 4, and thereby can freely change the light distribution pattern. In addition, the light emitting device 1 secures sufficient luminance by using the laser element 2, and further includes a light emitting unit 4 that emits light upon receiving laser light, so that color rendering properties of light other than the wavelength of the laser light and The contrast can be increased.

さらに、投光器100は、次の効果も実現する。つまり、従来の投光器では、投光器をユニットごと動作させて配光パターンを変更させる必要があったことから、応答速度に問題があり、かつ、駆動装置の消費電力が大きく、電気自動車等に導入することが困難であった。また、駆動装置が大型化するため、制御方向が限られるという問題もあった。これに対して、投光器100は、動作制御部11の動作によって発光部4におけるレーザ光の照射位置およびスポットサイズを自由に変えることができるため、応答速度も速く、消費電力も大幅に低減可能である。   Furthermore, the projector 100 also realizes the following effects. In other words, in the conventional projector, since it is necessary to change the light distribution pattern by operating the projector as a unit, there is a problem in the response speed, and the power consumption of the driving device is large, which is introduced into an electric vehicle or the like. It was difficult. In addition, since the drive device is enlarged, there is a problem that the control direction is limited. On the other hand, the projector 100 can freely change the irradiation position and spot size of the laser beam in the light emitting unit 4 by the operation of the operation control unit 11, so that the response speed is fast and the power consumption can be greatly reduced. is there.

以下、発光装置1、および投光器100の各部について、その構成を説明する。   Hereinafter, the structure of each part of the light emitting device 1 and the projector 100 will be described.

(レーザ素子2)
レーザ素子2は、レーザ光を出射するレーザ光源として機能する発光素子である。レーザ素子2は、1チップに1つの発光点を有するもの、あるいは、1チップに複数の発光点を有するものの何れでもよい。レーザ素子2のレーザ光の波長は、例えば、395nm(青紫色)であるが、380nm〜415nmの青紫色領域の波長のレーザを選択することができる(本願では380nm以上415nm以下の波長範囲を「青紫色」と定義する)。あるいは、レーザ素子2のレーザ光の波長は、発光部4に含める蛍光体の種類に応じて適宜選択されればよく、したがって、青紫色レーザ光の波長とは異なる波長としてもよく、例えば470nmで発振する青色レーザが候補として考えられる。(本実施の形態では420nm以上490nm以下の波長範囲を「青色」と定義する)
(レンズ10)
レンズ10は、レーザ素子2から出射したレーザ光が発光部4に適切に照射されるように、当該レーザ光の照射範囲を調節(例えば、拡大、縮小)するためのレンズであり、レーザ素子2のレーザ出射部付近に配設されている。レンズ10は、その動作が、動作制御部11によって制御され、レーザ素子2に対するレンズ10の相対位置を変化させることで、発光部4におけるレーザ光の照射位置およびスポットサイズを変化させる。
(Laser element 2)
The laser element 2 is a light emitting element that functions as a laser light source that emits laser light. The laser element 2 may be either one having one light emitting point on one chip or one having a plurality of light emitting points on one chip. The wavelength of the laser light of the laser element 2 is, for example, 395 nm (blue-violet), but a laser having a wavelength in the blue-violet region of 380 nm to 415 nm can be selected (in this application, the wavelength range of 380 nm to 415 nm is “ Defined as "blue-purple"). Alternatively, the wavelength of the laser beam of the laser element 2 may be appropriately selected according to the type of phosphor included in the light emitting unit 4, and therefore may be a wavelength different from the wavelength of the blue-violet laser beam, for example, 470 nm. A blue laser that oscillates is considered as a candidate. (In this embodiment, the wavelength range of 420 nm to 490 nm is defined as “blue”)
(Lens 10)
The lens 10 is a lens for adjusting (for example, enlarging or reducing) the irradiation range of the laser beam so that the laser beam emitted from the laser element 2 is appropriately irradiated to the light emitting unit 4. Near the laser emitting portion. The operation of the lens 10 is controlled by the operation control unit 11, and the irradiation position of the laser beam and the spot size in the light emitting unit 4 are changed by changing the relative position of the lens 10 with respect to the laser element 2.

なお、レンズ10は、凸レンズ、パラボラミラーまたは凹面鏡などを用いることができる。凸レンズ、パラボラミラーまたは凹面鏡を用いることで、レーザ素子2から発光部4へのレーザ光の導光を容易に制御できる。また、凸レンズ、パラボラミラーおよび凹面鏡は、入手しやすいという利点もある。   The lens 10 can be a convex lens, a parabolic mirror, a concave mirror, or the like. By using a convex lens, a parabolic mirror, or a concave mirror, the light guide of the laser light from the laser element 2 to the light emitting unit 4 can be easily controlled. Further, the convex lens, the parabolic mirror, and the concave mirror have an advantage that they are easily available.

(発光部4)
発光部4は、レーザ素子2から出射されたレーザ光を受けて蛍光を発するものであり、レーザ光を受けて発光する蛍光体を含んでいる。具体的には、発光部4は、封止材の内部に蛍光体が分散されているもの(封止型)、蛍光体を固めたもの、または、熱伝導率の高い材質からなる基板上に蛍光体の粒子を塗布した(堆積させた)もの(薄膜型)、などの蛍光体を含有した発光体である。発光部4は、レーザ光を蛍光に変換するため、波長変換素子であると言える。
(Light emitting part 4)
The light emitting unit 4 emits fluorescence upon receiving the laser light emitted from the laser element 2, and includes a phosphor that emits light upon receiving the laser light. Specifically, the light emitting unit 4 is formed on a substrate made of a material in which a phosphor is dispersed inside a sealing material (sealing type), a material in which a phosphor is solidified, or a material having high thermal conductivity. It is a light-emitting body containing a phosphor such as one coated with (deposited with) phosphor particles (thin film type). The light emitting unit 4 can be said to be a wavelength conversion element because it converts laser light into fluorescence.

この発光部4は、パラボラミラー5のほぼ焦点位置に配置されている。そのため、発光部4から出射した蛍光は、パラボラミラー5の反射曲面に反射することで、その光路が制御される。
(蛍光材料)
本実施の形態では、レーザ素子2によって発振された波長395nmのレーザ光を受けて白色の蛍光を発するように、発光部4の蛍光体として、BAM(BaMgAl1017:Eu)、BSON(BaSi12:Eu)、Eu−α(Ca−α−SiAlON:Eu)を用いている。しかしながら、蛍光材料は、これらに限定されるものではなく、投光器100からの投光が白色となるように適宜選択されてよい。例えば、他の酸窒化物蛍光体(例えば、JEM(LaAl(SiAl)O:Ce)、β-SiAlON等のサイアロン蛍光体)、窒化物蛍光体(例えば、CASN(CaAlSiN:Eu)蛍光体)SCASN((Sr,Ca)AlSiN:Eu)、Apataite((Ca,Sr)(PO)Cl:Eu)系またはIII−V族化合物半導体ナノ粒子蛍光体(例えば、インジュウムリン:InP)を用いることができる。
(封止型)
発光部4を封止型とした場合の封止材は、例えば、ガラス材(無機ガラス、有機無機ハイブリッドガラス)、シリコーン樹脂などの樹脂材料である。ガラス材として低融点ガラスを用いてもよい。封止材は、透明性の高いものが好ましく、レーザ光が高出力の場合には、耐熱性の高いものが好ましい。ゾルゲル法により、酸化ケイ素や酸化チタンにより封する構造でもよい。
The light emitting unit 4 is disposed almost at the focal position of the parabolic mirror 5. Therefore, the fluorescence emitted from the light emitting unit 4 is reflected on the reflection curved surface of the parabolic mirror 5 so that the optical path is controlled.
(Fluorescent material)
In the present embodiment, BAM (BaMgAl 10 O 17 : Eu), BSON (Ba) is used as the phosphor of the light emitting unit 4 so as to emit white fluorescence upon receiving laser light having a wavelength of 395 nm oscillated by the laser element 2. 3 Si 6 O 12 N 2 : Eu), Eu-α (Ca-α-SiAlON: Eu). However, the fluorescent material is not limited to these, and may be appropriately selected so that the light projected from the projector 100 is white. For example, other oxynitride phosphors (for example, sialon phosphors such as JEM (LaAl (SiAl) 6 N 9 O: Ce) and β-SiAlON), nitride phosphors (for example, CASN (CaAlSiN 3 : Eu)) Phosphors: SCASN ((Sr, Ca) AlSiN 3 : Eu), Apatite ((Ca, Sr) 5 (PO 4 ) 3 Cl: Eu) -based or III-V group compound semiconductor nanoparticle phosphors (eg, Inju (Murin: InP) can be used.
(Sealed type)
The sealing material when the light emitting unit 4 is a sealing type is, for example, a resin material such as a glass material (inorganic glass or organic-inorganic hybrid glass) or a silicone resin. Low melting glass may be used as the glass material. The sealing material is preferably highly transparent, and when the laser beam has a high output, a material having high heat resistance is preferable. The structure may be sealed with silicon oxide or titanium oxide by a sol-gel method.

発光部4の上面にレーザ光の反射を防止する反射防止構造が形成されていてもよいが、封止型の場合、発光部上面形状の制御が容易であるため、特に反射防止膜を形成することが望ましい。
(薄膜型)
発光部4を薄膜型とした場合は、Al、Cu、AlNセラミック、SiCセラミック、酸化アルミ、Siなどを基板として用いる。その基板の上に蛍光体の粒子を塗布あるいは堆積させた後、基板ごとに所望の大きさに分割する。その後、発光体支持部に高熱伝導接着剤を用いて固定する。
An antireflection structure for preventing the reflection of laser light may be formed on the upper surface of the light emitting unit 4, but in the case of a sealed type, the shape of the upper surface of the light emitting unit is easy to control, so an antireflection film is particularly formed. It is desirable.
(Thin film type)
When the light emitting unit 4 is a thin film type, Al, Cu, AlN ceramic, SiC ceramic, aluminum oxide, Si, or the like is used as a substrate. After the phosphor particles are applied or deposited on the substrate, each substrate is divided into a desired size. Then, it fixes to a light-emitting body support part using a high heat conductive adhesive agent.

AlやCuを用いた場合、バリアメタルとして、TiNやTi、TaN、Ta等を基板の蛍光体粒子を堆積しない側(発光体支持部に対向する側)にコートしておくことが望ましい。さらにバリアメタル上にPtやAuをコートしてもよい。   When Al or Cu is used, it is desirable to coat TiN, Ti, TaN, Ta or the like as a barrier metal on the side of the substrate where the phosphor particles are not deposited (the side facing the light emitter support portion). Further, Pt or Au may be coated on the barrier metal.

高熱伝導性接着剤としては、SnAgCu、AuSnなどの共晶半田を用いることが望ましいが、とくに限定されるものではない。
(青色LDの場合)
蛍光体を半導体レーザ等で励起することによって白色光を得る場合、種々の励起波長と種々の蛍光体材料との組み合わせが想定される。しかしながら、次のように白色光を得ることもできる。つまり、青色レーザ光を用いて蛍光体を励起し、蛍光体からの蛍光を照明光の光成分として利用する。そして、蛍光体の励起に寄与しなかった青色光の成分も散乱させることによって照明光の光成分として活用し、散乱された青色光と蛍光体からの蛍光とを混合することによって白色光を得る。このようにして得られた白色光を白色照明光として用いることにより、高効率に白色照明を実現できる。
Although it is desirable to use eutectic solder such as SnAgCu and AuSn as the high thermal conductive adhesive, it is not particularly limited.
(In the case of blue LD)
When white light is obtained by exciting a phosphor with a semiconductor laser or the like, combinations of various excitation wavelengths and various phosphor materials are assumed. However, white light can also be obtained as follows. That is, the phosphor is excited using blue laser light, and the fluorescence from the phosphor is used as the light component of the illumination light. Then, the blue light component that has not contributed to the excitation of the phosphor is also scattered as a light component of the illumination light, and white light is obtained by mixing the scattered blue light and the fluorescence from the phosphor. . By using the white light thus obtained as white illumination light, white illumination can be realized with high efficiency.

例えば、黄色の蛍光体(または緑色および赤色の蛍光体)を発光部4に含め、450nm(青色)近傍のレーザ光(本願では420nm以上490nm以下の波長範囲を照射することでも白色光が得られる。
(透過型)
なお、投光器100は、発光部4がレーザ光の入射側の反対側で発光するタイプを用いることができる。このことは、後述する投光器200等においても同様である。
For example, white light can also be obtained by including a yellow phosphor (or green and red phosphor) in the light emitting section 4 and irradiating a laser beam in the vicinity of 450 nm (blue) (in this application, a wavelength range of 420 nm to 490 nm). .
(Transmission type)
The projector 100 can be of a type in which the light emitting unit 4 emits light on the side opposite to the laser light incident side. The same applies to a projector 200 and the like which will be described later.

なお、投光器が透過型タイプであるとき、すなわち、発光部4の配光特性が、レーザ光が入射する側とは反対の側において、レーザ光が入射する側よりも強く発光する配光特性であるときに、発光部4におけるレーザ光のスポットサイズは、発光部4における発光面積と略同一、もしくは、上記発光面積よりも大きいことが好ましい。   When the projector is a transmissive type, that is, the light distribution characteristic of the light emitting unit 4 is a light distribution characteristic that emits light more strongly than the side on which laser light is incident on the side opposite to the side on which laser light is incident. In some cases, the spot size of the laser light in the light emitting unit 4 is preferably substantially the same as the light emitting area in the light emitting unit 4 or larger than the light emitting area.

スポットサイズよりも発光面積が大きいと、発光部4が発する光の輝度を得るためにレーザ光の励起密度を上げる必要がある。そうすると、レーザ光の熱により発光部4が劣化(変色や変形)し、寿命が短くなるという問題が生じる。そこで、透過型とすることによって、発光部4の劣化を抑え、その寿命を延ばすことができる。   If the light emitting area is larger than the spot size, it is necessary to increase the excitation density of the laser light in order to obtain the luminance of the light emitted from the light emitting unit 4. If it does so, the light emission part 4 will deteriorate (discoloration and deformation | transformation) with the heat | fever of a laser beam, and the problem that lifetime becomes short will arise. Therefore, by adopting a transmission type, it is possible to suppress deterioration of the light emitting unit 4 and extend its life.

(パラボラミラー5)
パラボラミラー5は、発光部4が発生させた蛍光を反射し、配光エリアに向けて投光するものであり、所定の立体角内を進む光線束(照明光)を形成する。このパラボラミラー5は、例えば、金属薄膜がその表面に形成された部材であってもよいし、金属製の部材であってもよい。
(Parabolic mirror 5)
The parabolic mirror 5 reflects the fluorescence generated by the light emitting unit 4 and projects the light toward the light distribution area, and forms a light bundle (illumination light) that travels within a predetermined solid angle. The parabolic mirror 5 may be, for example, a member having a metal thin film formed on the surface thereof or a metal member.

図6に示すように、パラボラミラー5は、放物線の対称軸を回転軸として当該放物線を回転させることによって形成される曲面(放物曲面)を、上記回転軸を含む平面で切断することにより得られる部分曲面の少なくとも一部をその反射面に含んでいる。   As shown in FIG. 6, the parabolic mirror 5 is obtained by cutting a curved surface (parabolic curved surface) formed by rotating the parabola around the axis of symmetry of the parabola by a plane including the rotational axis. The partial curved surface is at least partially included in the reflecting surface.

このような形状のパラボラミラー5が、発光部4の、側面よりも面積の広い上面に対向するようにその一部が配置されている。すなわち、パラボラミラー5は、発光部4の上面を覆う位置(レーザ光が照射される発光部4の面である照射面(受光面)側)に配置されている。別の観点から説明すれば、発光部4から見て、発光部4から発せられる光の光度が最も高い放射角度にパラボラミラー5の少なくとも一部が配置される。   Part of the parabolic mirror 5 having such a shape is disposed so as to face the upper surface of the light emitting unit 4 having a larger area than the side surface. That is, the parabolic mirror 5 is disposed at a position covering the upper surface of the light emitting unit 4 (irradiation surface (light receiving surface) side that is a surface of the light emitting unit 4 irradiated with laser light). If it demonstrates from another viewpoint, seeing from the light emission part 4, at least one part of the parabolic mirror 5 will be arrange | positioned in the radiation angle where the luminous intensity of the light emitted from the light emission part 4 is the highest.

発光部4とパラボラミラー5との位置関係を上記のようにすることで、発光部4の蛍光を所定の立体角内に効率的に投光することができ、その結果、蛍光の利用効率を高めることができる。   By making the positional relationship between the light emitting unit 4 and the parabolic mirror 5 as described above, the fluorescence of the light emitting unit 4 can be efficiently projected within a predetermined solid angle. Can be increased.

(ハーフパラボラ)
パラボラミラーは、以下に説明するような、ハーフパラボラなど、パラボラ形状を含むものであればよく、軸外しパラボラミラーや、マルチファセット型パラボラミラーであってもよい。
(Half parabola)
The parabola mirror only needs to include a parabola shape such as a half parabola as described below, and may be an off-axis parabola mirror or a multifaceted parabola mirror.

図6は、パラボラミラー5の回転放物面を示す概念図であり、図7(a)は、パラボラミラー5の上面図、図7(b)は正面図、図7(c)は側面図である。図7(a)〜図7(c)は、説明図面を分かりやすく例示するよう直方体の部材の内部をくり抜くことでパラボラミラー5を形成した例を示している。   6 is a conceptual diagram showing the paraboloid of the parabolic mirror 5, FIG. 7 (a) is a top view of the parabolic mirror 5, FIG. 7 (b) is a front view, and FIG. 7 (c) is a side view. It is. FIGS. 7A to 7C show an example in which the parabolic mirror 5 is formed by hollowing out the inside of a rectangular parallelepiped member so as to easily illustrate the explanatory drawings.

図7(a)および図7(c)において、符号20aで示す曲線が放物曲面を示す。また、図7(b)に示すように、パラボラミラー5を正面から見た場合、その開口部20b(照明光の出口)は半円である。
(その他の構成)
なお、ミラーは必ずしもパラボラである必要はなく、投光器の目的に応じて適宜選択することができる。例えば、ミラーは、楕円ミラーであってもよい。また、ミラーは、任意の配光を作ることができるマルチファセットミラー、あるいは自由曲面ミラーとすることもできる。
In Fig.7 (a) and FIG.7 (c), the curve shown with the code | symbol 20a shows a parabolic curved surface. Moreover, as shown in FIG.7 (b), when the parabolic mirror 5 is seen from the front, the opening part 20b (exit of illumination light) is a semicircle.
(Other configurations)
The mirror is not necessarily a parabola, and can be appropriately selected according to the purpose of the projector. For example, the mirror may be an elliptical mirror. The mirror can also be a multi-faceted mirror or a free-form surface mirror that can create an arbitrary light distribution.

なお、パラボラミラー5の一部にパラボラではない部分を含めてもよい。また、本発明の投光器が有する反射鏡は、閉じた円形の開口部を有するパラボラミラーまたはその一部を含むものであってもよい。また、上記反射鏡は、パラボラミラーに限定されず、発光部4から放射された光を、概平行光に変換する光学素子あるいは光学素子群(光学素子の組み合わせ。例えば楕円ミラーと凸レンズの組み合わせ)であればよい。
(概平行光とは)
概平行光とは、完全に平行である必要はなく、投光角(光度が半値となる頂角)が20°以下であればよい。本実施の形態では、レーザ素子2を構成する素子それぞれについて投光角を設定しており、レーザ素子2を構成する素子それぞれの投光角は配光制御の観点より0.5°〜20°の範囲で設定しているが、レーザ素子2を構成する素子それぞれの平均値は3°以下となっている。
A part that is not a parabola may be included in a part of the parabola mirror 5. Moreover, the reflecting mirror included in the projector according to the present invention may include a parabolic mirror having a closed circular opening or a part thereof. The reflecting mirror is not limited to a parabolic mirror, but is an optical element or an optical element group (a combination of optical elements, for example, an elliptical mirror and a convex lens) that converts light emitted from the light emitting unit 4 into substantially parallel light. If it is.
(What is almost parallel light)
The substantially parallel light does not need to be completely parallel, and the projection angle (vertical angle at which the luminous intensity becomes half value) may be 20 ° or less. In the present embodiment, the light projection angle is set for each element constituting the laser element 2, and the light projection angle of each element constituting the laser element 2 is 0.5 ° to 20 ° from the viewpoint of light distribution control. However, the average value of each element constituting the laser element 2 is 3 ° or less.

〔発光装置1、投光器200の構成〕
次に、より具体的な発光装置、および投光器の構成等を図1等に基づいて説明する。
[Configuration of Light Emitting Device 1 and Projector 200]
Next, a more specific configuration of the light emitting device and the projector will be described with reference to FIG.

図1は、本実施形態に係る投光器200の概略図である。図示するように、投光器200は、レーザ素子2、レンズ10、発光部4、パラボラミラー5、放熱ベース7、フィン8、発光体支持部9を備える。さらに、投光器200は、アクチュエータとして機能する動作制御部11を備える。   FIG. 1 is a schematic diagram of a projector 200 according to the present embodiment. As illustrated, the projector 200 includes a laser element 2, a lens 10, a light emitting unit 4, a parabolic mirror 5, a heat radiating base 7, fins 8, and a light emitter support unit 9. Furthermore, the projector 200 includes an operation control unit 11 that functions as an actuator.

(放熱ベース7)
放熱ベース7は、レーザ素子2を支持する支持部材であり、金属(例えば、アルミニウムや 銅)からなる。このため、放熱ベース7は熱伝導性が高く、放熱ベース7上に配置されたレーザ素子2において発生した熱を、効率的に放熱することができる。
(Heat dissipation base 7)
The heat dissipation base 7 is a support member that supports the laser element 2 and is made of metal (for example, aluminum or copper). For this reason, the heat dissipation base 7 has high thermal conductivity, and heat generated in the laser element 2 disposed on the heat dissipation base 7 can be efficiently dissipated.

なお、レーザ素子2を支持する部材は、金属以外の熱伝導性が高い物質(炭化珪素や窒化アルミニウムなど)を含む部材でもよいが、熱伝導率が高い金属等であることがより好ましい。   The member that supports the laser element 2 may be a member containing a substance having high thermal conductivity other than metal (such as silicon carbide or aluminum nitride), but is preferably a metal having high thermal conductivity.

(フィン8)
フィン8は、放熱ベース7に設けられ、レーザ素子2から放熱ベース7に伝わった熱を冷却する冷却部(放熱機構)として機能する。このフィン8は、複数の放熱板を有するものであり、大気との接触面積を増加させることにより放熱効率を高めている。なお、フィン8は必ずしも放熱ベース7に当接する必要はなく、放熱ベース7とフィン8との間をヒートパイプや水冷パイプ、ペルティエ素子等で介してもよい。
(Fin 8)
The fins 8 are provided on the heat radiating base 7 and function as cooling units (heat radiating mechanisms) that cool the heat transferred from the laser element 2 to the heat radiating base 7. The fin 8 has a plurality of heat radiating plates, and increases the heat radiation efficiency by increasing the contact area with the atmosphere. Note that the fins 8 are not necessarily in contact with the heat radiating base 7 and may be interposed between the heat radiating base 7 and the fins 8 with a heat pipe, a water-cooled pipe, a Peltier element, or the like.

放熱ベース7を冷却する冷却部は、冷却(放熱)機能を有するものであればよく、水冷方式の場合、ラジエター方式のものであってもよい。また、ファン等により、強制冷却する構成であってもよい。   The cooling unit that cools the heat dissipation base 7 may have a cooling (heat dissipation) function. In the case of a water cooling method, a radiator method may be used. Moreover, the structure which forcedly cools with a fan etc. may be sufficient.

(発光体支持部9)
熱伝導性の高い金属等からなる発光体支持部9は、その一端で発光部4を支持し、発光部4をパラボラミラー5のほぼ焦点の位置に配置している。発光体支持部9の他端は、パラボラミラー5を貫通して、熱伝導性が高い放熱部材(図示省略)に接続されている。このため、レーザ光によって発熱する発光部4の熱は、発光体支持部9および放熱部材に伝播し、効率よく放熱される。
(Luminescent support 9)
The light emitter support portion 9 made of a metal having high thermal conductivity supports the light emitting portion 4 at one end, and the light emitting portion 4 is disposed at a substantially focal position of the parabolic mirror 5. The other end of the light emitter support 9 passes through the parabolic mirror 5 and is connected to a heat radiating member (not shown) having high thermal conductivity. For this reason, the heat of the light emitting part 4 that generates heat by the laser light propagates to the light emitter support part 9 and the heat radiating member, and is efficiently radiated.

(動作制御部11)
アクチュエータとして機能する動作制御部11は、レンズ枠体40、コイル41、マグネット42、サスペンションワイヤ43、およびワイヤ支持筺体44を備える。
(Operation control unit 11)
The operation control unit 11 that functions as an actuator includes a lens frame 40, a coil 41, a magnet 42, a suspension wire 43, and a wire support housing 44.

レンズ枠体40にはレンズ10が埋め込まれている。レンズ枠体40は、直方形状であり、対向する側面にそれぞれ2つ(計4つ)のコイル41を配置している。図1では、コイル41は、図面上下方向のレンズ枠体40の対向する2面に2つずつ配置されている(下側の2つのコイル41は不図示)。   The lens 10 is embedded in the lens frame 40. The lens frame 40 has a rectangular shape, and two (a total of four) coils 41 are arranged on opposite side surfaces. In FIG. 1, two coils 41 are disposed on two opposing surfaces of the lens frame 40 in the vertical direction of the drawing (the two lower coils 41 are not shown).

なお、レンズ枠体40は、その形状は直方形状に限らず、種々の形状とすることができる。また、コイル41は、その種類は特に限定されず、例えばパターンコイルであってよい。また、コイル41は、その数量は4つに限られず、単数および4以外の複数個とすることもできる。   In addition, the shape of the lens frame 40 is not limited to a rectangular shape, and may be various shapes. The type of the coil 41 is not particularly limited, and may be a pattern coil, for example. Further, the number of the coils 41 is not limited to four, and may be a single number or a plurality other than four.

マグネット42は、コイル41に対向する位置であって、コイル41の近傍に配置される。マグネット42は、多極着磁したネオジム磁石(Nd磁石)が用いられる。ただし、マグネット42は、その種類は特に限定されず、アクチュエータの種類によって適宜選択することができる。また、マグネット42は、図1では直方形状であるが、その形状はとくに限定されない。   The magnet 42 is disposed at a position facing the coil 41 and in the vicinity of the coil 41. The magnet 42 is a neodymium magnet (Nd magnet) magnetized with multiple poles. However, the type of the magnet 42 is not particularly limited, and can be appropriately selected depending on the type of actuator. Further, the magnet 42 has a rectangular shape in FIG. 1, but the shape is not particularly limited.

ワイヤ支持筺体44は、サスペンションワイヤ43を介してレンズ枠体40に連結し、レンズ枠体40を支持している。ワイヤ支持筺体44の材質、形状は特に限定されない。ただし、レーザ素子2から出射したレーザ光が発光部4に照射されるうえで、障害とならない形状で形成される。   The wire support housing 44 is connected to the lens frame body 40 via the suspension wire 43 to support the lens frame body 40. The material and shape of the wire support housing 44 are not particularly limited. However, the laser light emitted from the laser element 2 is formed in a shape that does not hinder the light emitting unit 4 from being irradiated.

上記の構成において、コイル41に電流を流すことで磁界が発生し、その磁界によってマグネット42に回転力(回転トルク)が加えられる。そこで、電流の大きさを変えることで回転トルクを自在に変化させることができる。これによりレンズ枠体40、つまり、レンズ10の動作を制御することができる。また、コイルに流す電流の向きを変えることで、マグネット42に働く回転力の向きを反対方向に変化させることができる。   In the above configuration, a magnetic field is generated by passing a current through the coil 41, and a rotational force (rotational torque) is applied to the magnet 42 by the magnetic field. Therefore, the rotational torque can be freely changed by changing the magnitude of the current. Thereby, the operation of the lens frame 40, that is, the lens 10 can be controlled. Further, the direction of the rotational force acting on the magnet 42 can be changed in the opposite direction by changing the direction of the current flowing through the coil.

これにより、レンズ10は、図中の矢印の方向に自在に動作できるため、発光部4に対するレンズ10の相対位置が変化して、発光部4におけるレーザ光の照射位置を変化させることができる。このとき、発光部4におけるレーザ光のスポットサイズは、レーザ素子2のNFP(Near Field Pattern)サイズよりも大きくする必要がある。   Thereby, since the lens 10 can operate freely in the direction of the arrow in the figure, the relative position of the lens 10 with respect to the light emitting unit 4 can be changed, and the irradiation position of the laser light in the light emitting unit 4 can be changed. At this time, the spot size of the laser beam in the light emitting unit 4 needs to be larger than the NFP (Near Field Pattern) size of the laser element 2.

発光部4におけるレーザ光のスポットサイズをNFPサイズよりも大きくし、発光部4におけるレーザ光の励起密度を下げる必要がある。これは、レーザ光により発光部4が発熱し、また、その熱により発光部4が劣化(変色や変形)して寿命が短くなるという問題が生じるためである。   It is necessary to make the spot size of the laser light in the light emitting unit 4 larger than the NFP size and lower the excitation density of the laser light in the light emitting unit 4. This is because the light emitting section 4 generates heat due to the laser light, and the light emitting section 4 is deteriorated (discolored or deformed) by the heat, resulting in a short life.

なお、アクチュエータとして機能する動作制御部11は、図1に示す2軸型である必要はなく、1軸、または2軸以外の軸数の何れであってもよい。   Note that the operation control unit 11 that functions as an actuator does not have to be the two-axis type illustrated in FIG. 1, and may be one axis or any number of axes other than two axes.

また、アクチュエータは図における矢印方向にレンズを動作させる機構を備えていれば別の方式でもよく、例えば“ラック アンド ピニオン式“やヘリコイド方式、ソレノイド方式がある。   The actuator may be of another type as long as it has a mechanism for moving the lens in the direction of the arrow in the figure, for example, “rack and pinion type”, helicoid type, or solenoid type.

〔投光器300について〕
さらに他の実施形態に係る投光器300を図8により説明する。図8は、投光器300の概略図である。図示するように、投光器300は、レーザ素子2、発光部4、パラボラミラー5、放熱ベース7、フィン8、発光体支持部9(不図示)を備える。さらに、投光器300は、立上ミラー(光制御部)30、シリンドリカルレンズ32、ポリゴンミラー(光制御部)34、ポリゴンミラー駆動部(動作制御部)35、走査レンズ36、ガルバノミラー(光制御部)38、ガルバノミラー駆動部(動作制御部)39を備える。
[About the projector 300]
A projector 300 according to still another embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a schematic diagram of the projector 300. As shown in the figure, the projector 300 includes a laser element 2, a light emitting unit 4, a parabolic mirror 5, a heat dissipation base 7, fins 8, and a light emitter support unit 9 (not shown). Further, the projector 300 includes a rising mirror (light control unit) 30, a cylindrical lens 32, a polygon mirror (light control unit) 34, a polygon mirror driving unit (operation control unit) 35, a scanning lens 36, a galvano mirror (light control unit). ) 38 and a galvanometer mirror drive unit (operation control unit) 39.

立上ミラー30は、レーザ素子2のレーザ光の出射端部から出射されたレーザ光を、コリメート光にし、シリンドリカルレンズ32に向かって反射する。   The rising mirror 30 converts the laser light emitted from the laser light emitting end of the laser element 2 into collimated light and reflects it toward the cylindrical lens 32.

立上ミラーは、図示しないアクチュエータ等によって動作が制御されてもよい。   The operation of the upright mirror may be controlled by an actuator or the like (not shown).

シリンドリカルレンズ32は、立上ミラー30で反射したレーザ光の倍率を単一方向のみ変更し、そのレーザ光をポリゴンミラー34に向かって照射する。   The cylindrical lens 32 changes the magnification of the laser beam reflected by the rising mirror 30 only in a single direction and irradiates the laser beam toward the polygon mirror 34.

ポリゴンミラー34は、高精度のデジタル複写機やレーザープリンタなどに搭載される回転多面鏡である。ポリゴンミラー34は、ポリゴンミラー34に連結したポリゴンミラー駆動部35の駆動によって1分間に数万回という高速で回転し、その高速回転において反射したレーザ光を走査レンズ36に向けて照射する。   The polygon mirror 34 is a rotating polygon mirror mounted on a high-precision digital copying machine, a laser printer, or the like. The polygon mirror 34 rotates at a high speed of several tens of thousands of times per minute by driving of the polygon mirror driving unit 35 connected to the polygon mirror 34, and irradiates the scanning lens 36 with the laser beam reflected at the high speed rotation.

走査レンズ36は、レーザ光を走査するために用いられるレンズであり、レーザ光が角度θで入射してくると、走査レンズ36の焦点距離fを掛け合わせた大きさ(Y=f・θ)の像を結ぶ。走査レンズ36は、ポリゴンミラー34で等角度走査されたレーザ光を結像面上で等速走査させる機能を有し、走査したレーザ光をガルバノミラー38に向けて照射する。   The scanning lens 36 is a lens used for scanning laser light. When the laser light is incident at an angle θ, the scanning lens 36 is multiplied by the focal length f of the scanning lens 36 (Y = f · θ). Tie the statue of. The scanning lens 36 has a function of scanning the laser beam scanned at the same angle by the polygon mirror 34 on the imaging surface at a constant speed, and irradiates the scanned laser beam toward the galvanometer mirror 38.

ガルバノミラー38は、入力される駆動電圧のレベルに応じた量だけガルバノミラー駆動部39の駆動によって回動して反射角を変化させ、その反射させたレーザ光を発光部4に向けて照射する。これにより、ガルバノミラー38は、任意の角度で発光部4にレーザ光を照射することができる。   The galvanometer mirror 38 is rotated by driving the galvanometer mirror driving unit 39 by an amount corresponding to the level of the input driving voltage to change the reflection angle, and irradiates the reflected laser beam toward the light emitting unit 4. . Thereby, the galvanometer mirror 38 can irradiate the light emitting unit 4 with laser light at an arbitrary angle.

このように、投光器300は、ポリゴンミラー駆動部35およびガルバノミラー駆動部39によってポリゴンミラー34およびガルバノミラー38を動作させ、それにより、発光部4におけるレーザ光の照射位置およびスポットサイズを任意に変化させる。   As described above, the projector 300 operates the polygon mirror 34 and the galvano mirror 38 by the polygon mirror driving unit 35 and the galvano mirror driving unit 39, thereby arbitrarily changing the irradiation position and spot size of the laser beam in the light emitting unit 4. Let

なお、立上ミラー30、ポリゴンミラー34、ガルバノミラー38には誘電体多層膜からなるHRコートが施されている。また、シリンドリカルレンズ32、走査レンズ36には誘電体多層膜コートよりなるAR(Anti Reflect)コートが施されている。ARおよびHRコートはレーザ素子2の発光波長に対してチューニングされている。   The rising mirror 30, the polygon mirror 34, and the galvanometer mirror 38 are provided with an HR coat made of a dielectric multilayer film. The cylindrical lens 32 and the scanning lens 36 are provided with an AR (Anti Reflect) coat made of a dielectric multilayer coat. The AR and HR coats are tuned with respect to the emission wavelength of the laser element 2.

ARコート及びHRコートを施すことにより、光学ロスを低減することができる。本実施の形態では高出力のレーザを用いるため、ARコートおよびHRコートを施さなければ、光学ロス分は熱となり光学素子が歪むといった問題が生じる。また、車両用投光器の場合、レーザ光の照射位置およびスポットサイズを任意に変化させるが、法規制によって定められたヘッドランプの投光パターンに応じ、発光部4に形成するレーザ光の光分布(時間平均した際の光分布)は、法規制に応じたパターンを形成するための同一光分布であることが多い。つまり、各光学素子は一様にレーザ光に曝されるわけではなく特定の領域のみが常に高いレーザ出力の高い領域に曝されることとなる。そのため、ARコートおよびHRコートを施していなければ、その領域の劣化が生じるといった問題が生じる。   By applying AR coating and HR coating, optical loss can be reduced. In this embodiment, since a high-power laser is used, if AR coating and HR coating are not applied, the optical loss becomes heat and the optical element is distorted. Further, in the case of a vehicle projector, the laser light irradiation position and spot size are arbitrarily changed. However, the light distribution of the laser light formed on the light emitting unit 4 according to the light projection pattern of the headlamp determined by law and regulation ( The light distribution at the time average) is often the same light distribution for forming a pattern according to the regulations. That is, each optical element is not uniformly exposed to the laser beam, and only a specific region is always exposed to a region with a high laser output. Therefore, if AR coating and HR coating are not applied, there arises a problem that the region is deteriorated.

〔投光器400について〕
さらに他の実施形態に係る投光器400を図9により説明する。図9は、投光器400の概略図である。
[About the projector 400]
A projector 400 according to still another embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a schematic diagram of the projector 400.

投光器400は、レーザ素子2とレンズ枠体40との間にレンズ12を備える点で投光器200と異なる。   The projector 400 is different from the projector 200 in that the lens 12 is provided between the laser element 2 and the lens frame 40.

ここで、レンズ12は、レーザ素子2から入射されたレーザ光を平行光にするために収差補正されたコリメートレンズである。また、レンズ10は、レーザ光を結像させるための対物レンズである。   Here, the lens 12 is a collimating lens whose aberration has been corrected to make the laser light incident from the laser element 2 parallel light. The lens 10 is an objective lens for forming an image of laser light.

このように、本実施の形態に係る投光器は、コリメートレンズおよび対物レンズを別々に設けることによっても実現可能である。   As described above, the projector according to the present embodiment can also be realized by separately providing the collimating lens and the objective lens.

投光器200のアクチュエータは、矢印方向に駆動するものであるため、発光部4におけるスポットサイズは任意の場所で変更することができない。つまり、スポットサイズは、コマ収差によって変化するものの、意図して変化させることはできない。その点、投光器400では、コリメートレンズ12を動作させることにより、任意の場所で任意の大きさのスポットを形成することができる。   Since the actuator of the projector 200 is driven in the direction of the arrow, the spot size in the light emitting unit 4 cannot be changed at an arbitrary place. That is, the spot size changes due to coma, but cannot be changed intentionally. In that respect, in the projector 400, by operating the collimating lens 12, a spot of any size can be formed at any location.

〔投光器500について〕
さらに他の実施形態に係る投光器500を図10により説明する。図10は、投光器500の概略図である。
[About the projector 500]
A projector 500 according to still another embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 10 is a schematic diagram of the projector 500.

投光器500は、レーザ素子2、発光部4、パラボラミラー5、放熱ベース7、フィン8、発光体支持部9、レンズ10を備える。さらに、投光器500は、アクチュエータ(動作制御部11、不図示)、および当該アクチュエータによって駆動する凹面ミラー50を備える。   The projector 500 includes a laser element 2, a light emitting unit 4, a parabolic mirror 5, a heat dissipation base 7, fins 8, a light emitter support unit 9, and a lens 10. Further, the projector 500 includes an actuator (operation control unit 11, not shown) and a concave mirror 50 driven by the actuator.

投光器500では、レーザ素子2から出射されたレーザ光が、レンズ10を介して、凹面ミラー50に照射される。凹面ミラー50は、入射したレーザ光を発光部4に向けて反射する。このとき、凹面ミラー50は、その動作が、動作制御部11によって制御される。つまり、動作制御部11は、発光部4に対する凹面ミラー50の相対位置を変えることで、発光部4におけるレーザ光の照射位置およびスポットサイズを変化させる。   In the projector 500, the laser beam emitted from the laser element 2 is applied to the concave mirror 50 through the lens 10. The concave mirror 50 reflects the incident laser light toward the light emitting unit 4. At this time, the operation of the concave mirror 50 is controlled by the operation control unit 11. That is, the operation control unit 11 changes the irradiation position of the laser beam and the spot size in the light emitting unit 4 by changing the relative position of the concave mirror 50 with respect to the light emitting unit 4.

このように、本実施の形態に係る投光器は、投光器300等とは異なる構成によっても実現することができる。   As described above, the projector according to the present embodiment can be realized by a configuration different from that of the projector 300 and the like.

また、車両用の投光器では、投光器の背面はエンジンルームであることが多く、エンジンルームには様々な機器や配管が設置されるため、投光器の奥行きは狭いことが望ましい。また、放熱の観点で、放熱フィン8は、エンジンルーム側でなく車両の最外殻に設置することが望ましい。投光器500では、凹面ミラー50を用いることにより上記2つの課題を解決している。   Moreover, in the projector for vehicles, since the back surface of the projector is often an engine room, and various devices and pipes are installed in the engine room, it is desirable that the depth of the projector is narrow. From the viewpoint of heat dissipation, it is desirable that the heat dissipating fins 8 be installed not on the engine room side but on the outermost shell of the vehicle. In the projector 500, the above two problems are solved by using the concave mirror 50.

また、凹面ミラー50を、ミラーの主平面に対して平行な方向に動作制御部により動作させることで、発光部4における発光スポットの位置を変化させている。   Further, the position of the light emission spot in the light emitting unit 4 is changed by operating the concave mirror 50 by the operation control unit in a direction parallel to the main plane of the mirror.

なお、発光部4における発光スポットの大きさによっては、凹面ミラー50を凸面鏡とする構成にしてもよい。   The concave mirror 50 may be a convex mirror depending on the size of the light emission spot in the light emitting unit 4.

凹面ミラー50を平面ミラーとすることもできる。ただし、その場合、ミラー面に対して当該ミラーを平行に動作させる機構では上記と同様の機能を実現することができない。そこで、平面ミラーの場合における機構の1例として、以下の構成が挙げられる。つまり、ミラー面に対してミラー面の法線方向をz軸、ミラー面内をx軸、および、x軸およびz軸に対して垂直なy軸により規定される直交座標系を設定すると、x軸、y軸方向でミラー面を傾斜させる機構を設け、このようにミラーを動作させることで、発光部4における発光スポット位置を変化させることができる。   The concave mirror 50 can be a plane mirror. However, in that case, a mechanism that moves the mirror in parallel to the mirror surface cannot realize the same function as described above. Then, the following structures are mentioned as an example of the mechanism in the case of a plane mirror. In other words, when an orthogonal coordinate system defined by the z-axis as the normal direction of the mirror surface with respect to the mirror surface, the x-axis within the mirror surface, and the y-axis perpendicular to the x-axis and z-axis is set, x By providing a mechanism for tilting the mirror surface in the axial and y-axis directions and operating the mirror in this way, the light emission spot position in the light emitting section 4 can be changed.

〔実施例1〕
図11は、投光器400の変形例である投光器600を説明するための図である。
[Example 1]
FIG. 11 is a diagram for explaining a projector 600 that is a modification of the projector 400.

投光器600は、レーザ素子2、発光部4、楕円ミラー6、放熱ベース7、フィン8、発光体支持部9、アクチュエータとして機能する動作制御部11(不図示)、動作制御部11によって動作が制御されるレンズ10、波長カットコート20、レンズ21を備えている。   The operation of the projector 600 is controlled by the laser element 2, the light emitting unit 4, the elliptical mirror 6, the heat dissipation base 7, the fin 8, the light emitter support unit 9, an operation control unit 11 (not shown) that functions as an actuator, and the operation control unit 11. The lens 10, the wavelength cut coat 20, and the lens 21 are provided.

レーザ素子2は、個数は1つであり、励起スポットサイズは20μmΦ〜500μmΦである。レーザ素子2は、放熱ベース7に設けられている。放熱ベース7およびフィン8は、熱伝導性の高いAlからなる。   The number of laser elements 2 is one, and the excitation spot size is 20 μmΦ to 500 μmΦ. The laser element 2 is provided on the heat dissipation base 7. The heat dissipation base 7 and the fins 8 are made of Al having high thermal conductivity.

レーザ素子2から発光部4へのレーザ光の導光はレンズ10によって制御される。レンズ10は、その動作が、動作制御部11によって制御される。   The light guide of laser light from the laser element 2 to the light emitting unit 4 is controlled by the lens 10. The operation of the lens 10 is controlled by the operation control unit 11.

投光器600では、パラボラミラー5の代わりにΦ38mmの楕円ミラー6が用いられる。発光部4は、楕円ミラー6の略第1焦点位置に設けられている。発光部4は、そのサイズが4mm×2mmであり、またレーザ光に対して15°傾斜して発光体支持部9に支持されている。   In the projector 600, an elliptical mirror 6 having a diameter of 38 mm is used instead of the parabolic mirror 5. The light emitting unit 4 is provided at a substantially first focal position of the elliptical mirror 6. The light emitting section 4 has a size of 4 mm × 2 mm, and is supported by the light emitter support section 9 with an inclination of 15 ° with respect to the laser beam.

波長カットコート20は、特定の波長域の光を遮断する。波長カットコート20は、例えば、400nm以下の波長のレーザ光を遮断し、人の目に優しい装置をユーザに提供する。なお、遮断する波長は、波長カットコート20の種類に応じて適宜調整できる。また、波長カットコート20の代わりに波長カットフィルタを用いることもできる。   The wavelength cut coat 20 blocks light in a specific wavelength range. The wavelength cut coat 20 blocks a laser beam having a wavelength of 400 nm or less, for example, and provides a user with a device that is friendly to human eyes. The wavelength to be blocked can be adjusted as appropriate according to the type of the wavelength cut coat 20. A wavelength cut filter may be used instead of the wavelength cut coat 20.

レンズ21は、パラボラミラー5で反射され波長カットコート20を透過した光を概平行光にして、その概平行光を投光器600の外部に出射する。レンズ21は、波長カットコート20に接しつつ、楕円ミラーに連結している。   The lens 21 converts the light reflected by the parabolic mirror 5 and transmitted through the wavelength cut coat 20 into substantially parallel light, and emits the substantially parallel light to the outside of the projector 600. The lens 21 is connected to the elliptical mirror while in contact with the wavelength cut coat 20.

上記の構成によれば、動作制御部11は、レンズ10の動作を制御することで、レンズ10を3軸(X,Y,Z)方向の任意の方向に移動させ(図中の矢印)、発光部4に対するレーザ光の照射位置を走査(スキャン)し、かつ、レーザ光のスポットサイズを任意に変更することができる。なお、投光器600では、レーザ素子2のスキャンレートは60Hzに設定されている。   According to the above configuration, the operation control unit 11 controls the operation of the lens 10 to move the lens 10 in any direction of the three axis (X, Y, Z) directions (arrows in the drawing). The irradiation position of the laser beam on the light emitting unit 4 can be scanned (scanned), and the spot size of the laser beam can be arbitrarily changed. In the projector 600, the scan rate of the laser element 2 is set to 60 Hz.

ここで、投光器600の上記の諸条件は、記載した数値に限定されるものではない。例えば、発光部4のサイズは、4mm×2mmでなくともよく、他のサイズとしてもよい(例えば、1.2mmx0.6mm)。   Here, the above-mentioned various conditions of the projector 600 are not limited to the described numerical values. For example, the size of the light emitting unit 4 does not have to be 4 mm × 2 mm, and may be another size (for example, 1.2 mm × 0.6 mm).

スキャンレートも、30Hz以上であればよい。30Hz未満に設定すると、フリッカーが目立つようになる。高周波数であるほど、フリッカーは目立たなくなるが、120Hzのスキャンレートにしておけば、時速400kmで走行する場合においても1m進む前に配光を切り替えることが可能であるため、十分である。   The scan rate may be 30 Hz or higher. When set to less than 30 Hz, flicker becomes conspicuous. The higher the frequency, the less the flicker becomes conspicuous. However, if the scan rate is 120 Hz, it is sufficient because the light distribution can be switched before traveling 1 m even when traveling at a speed of 400 km / h.

〔実施例2〕
図12は、投光器600の変形例である投光器700を説明するための図である。
[Example 2]
FIG. 12 is a diagram for explaining a projector 700 which is a modification of the projector 600.

投光器700は、レーザ素子2、発光部4、楕円ミラー6、放熱ベース7、フィン8、発光体支持部9、アクチュエータとして機能する動作制御部11(不図示)、動作制御部11によって動作が制御される立上ミラー30、波長カットコート20、レンズ21を備えている。   The operation of the projector 700 is controlled by the laser element 2, the light emitting unit 4, the elliptical mirror 6, the heat dissipation base 7, the fins 8, the light emitter support unit 9, an operation control unit 11 (not shown) that functions as an actuator, and the operation control unit 11. The upright mirror 30, the wavelength cut coat 20, and the lens 21 are provided.

本実施例では投光器600において用いられていたレンズ10の代わりに立上ミラー30を用いている以外は実施例1と同じである。本実施例では、レーザ素子2より出射された光をコリメート光とし、かつ、その光路を制御することにより、発光部4におけるレーザ光の照射位置およびスポットサイズを任意に変化させることができる。   This embodiment is the same as the first embodiment except that the rising mirror 30 is used instead of the lens 10 used in the projector 600. In the present embodiment, the light emitted from the laser element 2 is used as collimated light, and the optical path is controlled, so that the irradiation position and spot size of the laser light in the light emitting unit 4 can be arbitrarily changed.

本実施例では、立上ミラー30は、レーザ素子2の発光点を略焦点位置とした軸外しパラボラミラーである。   In this embodiment, the rising mirror 30 is an off-axis parabolic mirror having the light emitting point of the laser element 2 as a substantially focal position.

〔実施例3〕
図13は、投光器700の変形例である投光器800を説明するための図である。
Example 3
FIG. 13 is a diagram for explaining a projector 800 which is a modification of the projector 700.

投光器800は、楕円ミラー6と凸レンズ21の代わりに、Φ38mmのパラボラミラーを用いる点で投光器700と異なるが、他の点では投光器700と同じである。したがって、投光器800も、投光器700と同様に、発光部4におけるレーザ光の照射位置およびスポットサイズを任意に変化させることができる。   The projector 800 is different from the projector 700 in that a parabolic mirror having a diameter of 38 mm is used instead of the elliptical mirror 6 and the convex lens 21, but is the same as the projector 700 in other points. Therefore, similarly to the projector 700, the projector 800 can arbitrarily change the irradiation position and spot size of the laser light in the light emitting unit 4.

〔実施例4〕
図20は、投光器700の変形例である投光器900を説明するための図である。
Example 4
FIG. 20 is a diagram for explaining a projector 900 which is a modification of the projector 700.

投光器900は、レーザ素子2のレーザ光をファイバ15に結合し、ファイバ15により立上ミラー30の略焦点位置までレーザ光を導光している以外は、投光器700と同じである。したがって、投光器900も、投光器700と同様に、発光部4におけるレーザ光の照射位置およびスポットサイズを任意に変化させることができる。   The projector 900 is the same as the projector 700 except that the laser light of the laser element 2 is coupled to the fiber 15 and the laser light is guided to the substantially focal position of the rising mirror 30 by the fiber 15. Therefore, similarly to the projector 700, the projector 900 can arbitrarily change the irradiation position and spot size of the laser light in the light emitting unit 4.

投光器900は、ファイバ15を用いることにより、投光器後方のスペースを削減することが可能となる。   The projector 900 can reduce a space behind the projector by using the fiber 15.

また、投光器900は、ファイバ15を用いることにより、フィン8を適宜放熱しやすい場所に設置することが可能となるため、システムの長期信頼性を向上させることができる。   Moreover, since the light projector 900 can use the fiber 15 to install the fins 8 at a place where it is easy to radiate heat, the long-term reliability of the system can be improved.

なお、投光器900においては、レーザ光をバットジョイントにてファイバ15に結合している。ただし、この構成に制限されるものではなく、レーザ光をレンズやミラーを用いて適宜ファイバ15に結合させればよい。   In the projector 900, the laser light is coupled to the fiber 15 by a butt joint. However, the configuration is not limited to this, and the laser beam may be appropriately coupled to the fiber 15 using a lens or a mirror.

また、レーザ光におけるファイバ15の開口数(NA)は、入射端部、出射端部に0.18である。ただし、レーザ光のカップリング効率を維持しつつ、光源部での励起面積を小さくするために、発光部と入射端部のNAを変えてもよい。その場合、発光部NA>入射部NAとなる。   Further, the numerical aperture (NA) of the fiber 15 in the laser light is 0.18 at the incident end and the outgoing end. However, the NA of the light emitting part and the incident end part may be changed in order to reduce the excitation area in the light source part while maintaining the coupling efficiency of the laser light. In that case, the light emitting portion NA> the incident portion NA.

また、立上ミラー30の代わりにレンズを用いてもよいが、その場合、ファイバ15を投光器後方に少なからず延伸させる必要があるため、投光器後方のスペースを使用することになる。   In addition, a lens may be used in place of the upright mirror 30, but in this case, since the fiber 15 needs to be extended to the rear of the projector, a space behind the projector is used.

〔投光器の適用例について〕
図14は、上述した投光器を車両用前照灯(ヘッドランプ)に適用した場合の概念図である。図14では、ヘッドランプは、パラボラミラー5が鉛直下側に位置するように車両55のヘッドに配設されている。しかしながら、パラボラミラー5の配設位置、および向きは、車両におけるヘッドンランプの設計指針等に応じて適宜変更することができる。
[Application example of the projector]
FIG. 14 is a conceptual diagram when the projector described above is applied to a vehicle headlamp (headlamp). In FIG. 14, the headlamp is disposed on the head of the vehicle 55 so that the parabolic mirror 5 is positioned vertically downward. However, the arrangement position and orientation of the parabolic mirror 5 can be changed as appropriate according to the design guidelines for the head lamp in the vehicle.

なお、ヘッドランプを車両用の走行用前照灯(ハイビーム)に適用してもよいし、すれ違い用前照灯(ロービーム)に適用してもよい。また、車両55の走行中に、走行状態に応じて、配光パターンを変化させることもできる。これにより、車両55の走行中に任意の投光パターンにより投光することができ、ユーザの利便性を高めることができる。その詳細は後述する。   The headlamp may be applied to a traveling headlamp (high beam) for a vehicle, or may be applied to a passing headlamp (low beam). In addition, while the vehicle 55 is traveling, the light distribution pattern can be changed according to the traveling state. Thereby, it can project with an arbitrary projection pattern while the vehicle 55 is traveling, and the convenience of the user can be improved. Details thereof will be described later.

上述した投光器は、車両用前照灯のみならず、その他の照明装置に適用されてもよい。また、上述した投光器は、車両以外の移動物体(例えば、人間・船舶・航空機・潜水艇・ロケットなど)のヘッドランプとして実現されてもよい。特にオートバイなどの2輪自動車は、カーブで車体が大きく傾斜するという特性があるため、従来のシステムでは装置が大型化する、動作速度が遅いといった課題があったため、配光を可変としても意味をなさなかった。しかしながら、本実施形態に係る投光器をオートバイに適用することにより、常に走行方向を照らすことが可能となる。また、サーチライト、プロジェクタ、ダウンライト以外の室内照明器具(スタンドランプなど)として実現されてもよい。   The projector described above may be applied not only to a vehicle headlamp but also to other lighting devices. The projector described above may be realized as a headlamp of a moving object other than a vehicle (for example, a human, a ship, an aircraft, a submersible, a rocket). Two-wheeled vehicles such as motorcycles, in particular, have the characteristic that the vehicle body is greatly inclined at a curve, so the conventional system has problems such as an increase in the size of the device and slow operation speed. I didn't do it. However, it is possible to always illuminate the traveling direction by applying the projector according to the present embodiment to a motorcycle. Moreover, you may implement | achieve as interior lighting fixtures (a stand lamp etc.) other than a searchlight, a projector, and a downlight.

〔光量調整部について〕
次に、本実施の形態に係る投光器が備える光量調整部について、図15等に基づいて説明する。なお、以下の説明は、投光器200のみならず投光器300等にも該当する。また、以下の説明は、光量調整部(もしくは、光量制御部)が車両のハイビーム用前照灯であるヘッドランプに適用された場合を例としている。しかしながら、光量調整部(光量制御部)は、車両以外にも適用可能である。
(光量調整部)
図15は、光量調整部60を説明するための概略ブロック図である。投光器200は、光量調整部60を備える。光量調整部60は、車両に搭載されたカメラ70から入力を受け付ける。また、光量調整部60の(後述する)光量制御部63は、配線65を介して、レーザ素子2に接続している。
[Light intensity adjustment section]
Next, a light amount adjustment unit provided in the projector according to the present embodiment will be described with reference to FIG. Note that the following description applies not only to the projector 200 but also to the projector 300 and the like. In the following description, a case where the light amount adjustment unit (or the light amount control unit) is applied to a headlamp that is a high beam headlamp of a vehicle is taken as an example. However, the light quantity adjustment unit (light quantity control unit) can be applied to other than the vehicle.
(Light intensity adjustment unit)
FIG. 15 is a schematic block diagram for explaining the light amount adjustment unit 60. The projector 200 includes a light amount adjustment unit 60. The light amount adjustment unit 60 receives an input from a camera 70 mounted on the vehicle. A light amount control unit 63 (described later) of the light amount adjustment unit 60 is connected to the laser element 2 via a wiring 65.

カメラ70は、照明領域を含む、車両前方の周辺画像を連続的に撮影するものであり、例えば、室内前方のルームミラー近傍に配置される。カメラ70には、例えばテレビフレームレートで動画像を撮影する撮影装置を用いることができるが、時速400kmで移動する移動体の場合は、120Hz以上のフレームレートであることが望ましく、適宜選択すればよい。なお、フレームレートは、投光器のフレームレート以上とする必要はある。   The camera 70 continuously captures a peripheral image in front of the vehicle including an illumination area, and is disposed, for example, in the vicinity of a room mirror in front of the room. For the camera 70, for example, an imaging device that captures a moving image at a television frame rate can be used. However, in the case of a moving body that moves at a speed of 400 km / h, it is desirable that the frame rate be 120 Hz or higher. Good. The frame rate needs to be equal to or higher than the frame rate of the projector.

カメラ70は、遅くともレーザ素子2からレーザが出射された時点から撮影を開始し、撮影した動画像を光量調整部60に出力する。光量調整部60は、カメラ70によって撮影された物体の種類に応じて、レーザ素子2の光量を制御するものである。その光量調整部60は、検知部61、識別部62、光量制御部63を備えている。   The camera 70 starts photographing at the time when the laser is emitted from the laser element 2 at the latest, and outputs the photographed moving image to the light amount adjusting unit 60. The light amount adjustment unit 60 controls the light amount of the laser element 2 in accordance with the type of object photographed by the camera 70. The light amount adjustment unit 60 includes a detection unit 61, an identification unit 62, and a light amount control unit 63.

検知部61は、カメラ70によって撮影された動画像を解析して、投光領域内の物体を検出する。具体的には、検知部61は、カメラ70から動画像を取得したとき、予め座標情報が設定された、各投光領域に対応した動画像中の領域である検出領域ごとに物体を検出する。   The detection unit 61 analyzes a moving image photographed by the camera 70 and detects an object in the projection area. Specifically, when the detection unit 61 acquires a moving image from the camera 70, the detection unit 61 detects an object for each detection region that is a region in the moving image corresponding to each light projection region for which coordinate information is set in advance. .

そして、検知部61は、検出領域内に物体が検出された場合、物体が検出された検出領域を示す検出信号を識別部62に出力する。   Then, when an object is detected in the detection area, the detection unit 61 outputs a detection signal indicating the detection area where the object is detected to the identification unit 62.

識別部62は、検知部61から出力された検出信号に示される検出領域内の物体の種類を識別する。具体的には、識別部62は、検知部61から検出信号を取得したとき、検出信号に示される検出領域内の物体の移動速度、形状、位置などの特徴点を抽出し、特徴点を数値化した特徴値を算出する。   The identification unit 62 identifies the type of object in the detection area indicated by the detection signal output from the detection unit 61. Specifically, when the identification unit 62 acquires a detection signal from the detection unit 61, the identification unit 62 extracts feature points such as the moving speed, shape, and position of the object in the detection region indicated by the detection signal, and numerically sets the feature points The converted feature value is calculated.

そして、識別部62は、図示しないメモリに記憶された、物体の種類ごとの特徴点が数値化された基準値を管理する基準値テーブルを参照して、当該基準値テーブルに、算出した特徴値との誤差が所定閾値以内である基準値を検索する。例えば、基準値テーブルには、対向車、先行車、道路標識、または想定される障害物などに対応する基準値が管理されている。算出した特徴値との誤差が所定閾値以内の基準値が特定された場合、識別部62は、当該基準値で示される物体を、検知部61によって検出された物体であるものと判定する。   Then, the identification unit 62 refers to a reference value table stored in a memory (not shown) and manages a reference value in which the feature points for each object type are digitized, and calculates the calculated feature value in the reference value table. A reference value that is within a predetermined threshold is retrieved. For example, the reference value table manages reference values corresponding to oncoming vehicles, preceding vehicles, road signs, or assumed obstacles. When a reference value whose error from the calculated feature value is within a predetermined threshold is specified, the identification unit 62 determines that the object indicated by the reference value is an object detected by the detection unit 61.

識別部62は、上記の判定結果に基づいて、基準値で示される物体の種類、および当該物体が検出された検出領域を示す識別信号を光量制御部63に出力する。   Based on the determination result, the identification unit 62 outputs to the light amount control unit 63 an identification signal indicating the type of the object indicated by the reference value and the detection area where the object is detected.

光量制御部63は、識別部62から出力された識別信号に示される物体の種類に応じて、検出領域に対応する投光領域に投光する光量を制御する。具体的には、光量制御部63は、検知部61から出力された識別信号に示される物体の種類が、対向車や先行車などであるとき、当該対向車や先行車などが検出された検出領域に対応した投光を形成する発光部4の領域へのレーザ素子2の出力を対向車や先行車がグレアを感じない程度に低下させる。   The light amount control unit 63 controls the amount of light that is projected onto the light projection region corresponding to the detection region, according to the type of object indicated by the identification signal output from the identification unit 62. Specifically, when the type of the object indicated by the identification signal output from the detection unit 61 is an oncoming vehicle or a preceding vehicle, the light amount control unit 63 detects that the oncoming vehicle or the preceding vehicle is detected. The output of the laser element 2 to the region of the light emitting unit 4 that forms the light projection corresponding to the region is reduced to such an extent that the oncoming vehicle and the preceding vehicle do not feel glare.

一方、光量制御部63は、識別部62から出力された識別信号に示される物体の種類が、道路標識や障害物などであるとき、当該道路標識や障害物などが検出された検出領域に対応する投光領域に向けて投光するレーザ素子2の出力を上昇させる。この動作により、運転者の注意を喚起することができる。
(光量を調整する処理)
次に、レーザ素子2の光量を調整する処理について、図16を参照して説明する。図16は、レーザ素子2の光量を調整する動作を示すフローチャートである。
On the other hand, when the type of the object indicated by the identification signal output from the identification unit 62 is a road sign or an obstacle, the light amount control unit 63 corresponds to the detection area where the road sign or the obstacle is detected. The output of the laser element 2 that projects light toward the light projecting area is increased. This action can alert the driver.
(Process to adjust the amount of light)
Next, processing for adjusting the light amount of the laser element 2 will be described with reference to FIG. FIG. 16 is a flowchart showing an operation of adjusting the light amount of the laser element 2.

図16に示されるように、カメラ70は、遅くともレーザ素子2が点灯されたとき、撮影を開始する(S1)。このとき、カメラ70は、レーザ素子2が投光する照明領域全体が撮影可能な画角で車両前方を撮影し、撮影した動画像を光量調整部60に出力する。   As shown in FIG. 16, the camera 70 starts photographing at the latest when the laser element 2 is turned on (S1). At this time, the camera 70 captures the front of the vehicle at an angle of view capable of capturing the entire illumination area projected by the laser element 2, and outputs the captured moving image to the light amount adjustment unit 60.

次に、検知部61は、カメラ70によって撮影された動画像を解析して、投光領域内の物体を検出する(S2)。具体的には、検知部61は、カメラ70から動画像を取得したとき、各投光領域に対応した検出領域ごとに物体を検出する。そして、検知部61は、検出領域内に物体が検出された場合、物体が検出された検出領域を示す検出信号を識別部62に出力する。   Next, the detection unit 61 analyzes the moving image photographed by the camera 70 and detects an object in the light projection area (S2). Specifically, when the detection unit 61 acquires a moving image from the camera 70, the detection unit 61 detects an object for each detection area corresponding to each light projection area. Then, when an object is detected in the detection area, the detection unit 61 outputs a detection signal indicating the detection area where the object is detected to the identification unit 62.

次に、識別部62は、検知部61から出力された検出信号に示される検出領域内の物体の種類を識別する(S3)。具体的には、識別部62は、検知部61から検出信号を取得したとき、検出信号に示される検出領域内の物体の移動速度、形状、位置などの特徴点を抽出して数値化した特徴値を算出する。   Next, the identification unit 62 identifies the type of the object in the detection area indicated by the detection signal output from the detection unit 61 (S3). Specifically, when the identification unit 62 acquires the detection signal from the detection unit 61, the identification unit 62 extracts and quantifies the feature points such as the moving speed, shape, and position of the object in the detection area indicated by the detection signal. Calculate the value.

そして、識別部62は、基準値テーブルを参照して、算出した特徴値との誤差が所定閾値以内である基準値を検索する。算出した特徴値との誤差が所定閾値以内の基準値が特定された場合、識別部62は、当該基準値で示される物体が、検知部61によって検出された物体であるものと判定する。   Then, the identification unit 62 refers to the reference value table and searches for a reference value whose error from the calculated feature value is within a predetermined threshold. When a reference value whose error from the calculated feature value is within a predetermined threshold is specified, the identification unit 62 determines that the object indicated by the reference value is an object detected by the detection unit 61.

識別部62は、上記の判定結果に基づいて、基準値で示される物体の種類、および当該物体が検出された検出領域を示す識別信号を光量制御部63に出力する。例えば、識別部62は、物体の種類を対向車であると認定すると、当該対向車が検出された投光領域に対応した検出領域を示す検出信号を光量制御部63に出力する。   Based on the determination result, the identification unit 62 outputs to the light amount control unit 63 an identification signal indicating the type of the object indicated by the reference value and the detection area where the object is detected. For example, when the identifying unit 62 recognizes that the type of the object is an oncoming vehicle, the identifying unit 62 outputs a detection signal indicating a detection region corresponding to the light projection region in which the oncoming vehicle is detected to the light amount control unit 63.

次に、光量制御部63は、識別部62から出力された識別信号に示される物体の種類に応じて、検出領域に対応した投光領域ごとに投光する光量を制御する(S4)。具体的には、光量制御部63は、識別部62から出力された識別信号に示される物体の種類が対向車や先行車などであるとき、当該対向車や先行車などが検出された検出領域に対応する投光領域に向けて投光するレーザ素子2の出力を低下させる。これにより、対向車や先行車のドライバなどに与える不快な眩しさや幻惑を低減することができるので、安全、且つ、快適な交通環境を実現することができる。   Next, the light quantity control unit 63 controls the amount of light emitted for each light projection area corresponding to the detection area according to the type of object indicated by the identification signal output from the identification unit 62 (S4). Specifically, when the type of the object indicated by the identification signal output from the identification unit 62 is an oncoming vehicle or a preceding vehicle, the light amount control unit 63 detects the oncoming vehicle or the preceding vehicle. The output of the laser element 2 that projects toward the projection area corresponding to is reduced. As a result, unpleasant glare and dazzling given to the driver of the oncoming vehicle or the preceding vehicle can be reduced, and a safe and comfortable traffic environment can be realized.

一方、光量制御部63は、検知部61から出力された識別信号に示される物体の種類が、道路標識や障害物などであるとき、当該道路標識や障害物などが検出された検出領域に対応する投光領域に向けて投光するレーザ素子2の出力を上昇させる。これにより、道路標識や障害物などが明るく照明されるので、目視によって道路標識を正確に読み取ることや、障害物などを正確に認識することが可能となり、安全な交通環境を実現することができる。   On the other hand, when the type of the object indicated by the identification signal output from the detection unit 61 is a road sign or an obstacle, the light quantity control unit 63 corresponds to a detection area where the road sign or the obstacle is detected. The output of the laser element 2 that projects light toward the light projecting area is increased. As a result, road signs and obstacles are illuminated brightly, so it is possible to accurately read the road signs by visual inspection and accurately recognize obstacles and realize a safe traffic environment. .

なお、動画像中の物体の種類を識別する手法は、上記のものに限られず、公知の手法を適用してもよい。   Note that the method for identifying the type of object in the moving image is not limited to the above, and a known method may be applied.

また、基準値テーブルには、対向車、先行車、道路標識、および障害物などに対応した基準値のほか、例えば、歩行者や自転車などに対応した基準値が管理されていてもよい。これにより、識別部62によって識別された物体の種類に応じた最適な光量制御が可能となる。   In addition to the reference values corresponding to oncoming vehicles, preceding vehicles, road signs, and obstacles, for example, reference values corresponding to pedestrians and bicycles may be managed in the reference value table. Thereby, optimal light quantity control according to the kind of the object identified by the identification part 62 is attained.

なお、識別部62の基準値テーブルは、ユーザが適宜設定してもよく、サーチライトや船舶等で特に有効である。   Note that the reference value table of the identification unit 62 may be set as appropriate by the user, and is particularly effective for searchlights, ships, and the like.

例えば、サーチライトに適用した場合、アドバルーン広告の広告部分および広告の強調したい部分を基準値テーブルに登録し、風によりアドバルーン広告が動いてもサーチライトを追随させることができ、また広告の強調したい部分のみを特に明るく照らすといったことも可能となる。   For example, when applied to a searchlight, the ad balloon ad part and the part to be emphasized of the ad are registered in the reference value table, and even if the ad balloon ad moves by the wind, the search light can be followed. It is also possible to illuminate only the part to be emphasized particularly brightly.

なお、カメラ70は可視光用であってもよいし、赤外光用のものであってもよく、赤外、可視両方であってもよい。赤外光用を備えることにより、人間を含む恒温動物の検知が容易となる。   The camera 70 may be for visible light, may be for infrared light, and may be both infrared and visible. The provision of infrared light facilitates detection of a thermostat animal including a human.

なお、カメラ70によって撮影された動画像中の物体の種類を識別する手法は、上記のものに限られず、公知の手法を適用してもよい。   Note that the method for identifying the type of object in the moving image photographed by the camera 70 is not limited to the above-described method, and a known method may be applied.

また、カメラ70の代わりに、配光エリアに存在する物体に赤外線を照射して、その反射波を検知する赤外線レーダであってもよいし、カメラ70と赤外線レーダを併用してもよい。赤外線レーダを利用する場合も、カメラ70と同様、汎用性の高い技術を用いて配光エリアに存在する物体の検知を行うことができる。   Further, instead of the camera 70, an infrared radar that detects an reflected wave by irradiating an object existing in the light distribution area with infrared rays may be used, or the camera 70 and the infrared radar may be used in combination. Even when the infrared radar is used, as with the camera 70, it is possible to detect an object existing in the light distribution area using a highly versatile technique.

〔光量調整部60の別構成〕
光量調整部60は、カメラ70と接続されることなく、単に光量制御部63のみを備える構成であってもよい。この場合、ドライバまたは同乗者によるレーザ強度の設定が可能にし、かつ、その設定値を光量制御部63に入力する。これにより、光量制御部63は、カメラ70と接続されていなくてもレーザ素子2の光量を制御することが可能となる。
[Another configuration of the light intensity adjusting unit 60]
The light amount adjustment unit 60 may be configured to include only the light amount control unit 63 without being connected to the camera 70. In this case, the laser intensity can be set by the driver or the passenger, and the set value is input to the light amount control unit 63. As a result, the light amount control unit 63 can control the light amount of the laser element 2 even if it is not connected to the camera 70.

〔光量調整部60による効果〕
次に、光量調整部60によって得られる効果を図17等により説明する。
[Effects of the light intensity adjusting unit 60]
Next, the effect obtained by the light amount adjusting unit 60 will be described with reference to FIG.

図17は、光量調整部60によって得られる効果を説明するための図である。図中の楕円で示される領域L2は、光量調整部60を備えた投光器を有する車両により照らされる投光範囲を示す。また、図中の車両は対向車を示す。このとき、図15等を用いて説明した方法によって、ハイビームを使用しているものの、領域L2のうち、対向車に照射されることとなる領域(領域L3)には投光しないよう投光領域を制御することができる。さらに、対向車だけではなく、先行車に対しても投光領域を制御することが可能である。これにより、対向車や先行車のドライバなどに与える不快な眩しさや幻惑を低減することができるため、安全、且つ、快適な交通環境を実現することができる。   FIG. 17 is a diagram for explaining the effect obtained by the light amount adjustment unit 60. A region L <b> 2 indicated by an ellipse in the drawing indicates a light projection range illuminated by a vehicle having a projector equipped with the light amount adjustment unit 60. Moreover, the vehicle in a figure shows an oncoming vehicle. At this time, although the high beam is used by the method described with reference to FIG. 15 and the like, the light projection area is not projected to the area (area L3) that is to be irradiated to the oncoming vehicle in the area L2. Can be controlled. Furthermore, it is possible to control the light projection area not only for the oncoming vehicle but also for the preceding vehicle. Thereby, since unpleasant glare and dazzling given to the driver of an oncoming vehicle or a preceding vehicle can be reduced, a safe and comfortable traffic environment can be realized.

図18は、光量調整部60によって得られる効果を説明するための図である。図中の楕円形で示される領域L2は、光量調整部60を備えた投光器を有する車両によって照らされる投光範囲を示す。また、図中の鹿は、事故因子の一例として記載するものである。このとき、図15等を用いて説明した方法によって、鹿が検出された検出領域に対応する投光領域に向けて投光するレーザ素子2の出力を上昇させる。これにより、鹿が明るく照明されるため、目視によって鹿を正確に認識することができ、安全な交通環境を実現することができる。   FIG. 18 is a diagram for explaining an effect obtained by the light amount adjustment unit 60. A region L <b> 2 indicated by an ellipse in the drawing indicates a light projection range illuminated by a vehicle having a projector equipped with the light amount adjustment unit 60. The deer in the figure is described as an example of an accident factor. At this time, by the method described with reference to FIG. 15 and the like, the output of the laser element 2 that projects light toward the light projecting region corresponding to the detection region in which the deer is detected is increased. Thereby, since a deer is brightly illuminated, a deer can be recognized correctly visually and a safe traffic environment can be implement | achieved.

なお、図18では鹿を用いて光量調整部60の効果を説明しているが、鹿ではなく、道路標識や障害物などであってもよい。   In addition, although the effect of the light quantity adjustment part 60 is demonstrated using a deer in FIG. 18, a road sign, an obstacle, etc. may be sufficient instead of a deer.

図19は、光量調整部60によって得られる効果を説明するための図である。例えば右側通行国であるフランスと、左側通行国のイギリスとでは、配光パターンを変更する必要がある。そこで、光量調整部60によって、車両が通行する国の法規に応じて配光パターンを変更する。図19は配光パターンが変更された様子を示し、上側の図が右側通行国での様子を、下側の図が左側通行国での様子を示す。図示するように、例えばイギリスとフランスとを行き来する場合には、光量調整部60によって、例えばGPSと連動させることで図19のように配光パターンを自動的に変更することが可能となり、安全な運転環境をドライバに提供することができる。   FIG. 19 is a diagram for explaining an effect obtained by the light amount adjustment unit 60. For example, it is necessary to change the light distribution pattern between France, which is a right-handed country, and England, which is a left-handed country. Therefore, the light amount adjustment unit 60 changes the light distribution pattern according to the laws and regulations of the country in which the vehicle passes. FIG. 19 shows a state in which the light distribution pattern has been changed. The upper diagram shows the situation in the right-hand traffic country, and the lower diagram shows the situation in the left-hand traffic country. As shown in the figure, for example, when going back and forth between the United Kingdom and France, the light distribution pattern can be automatically changed as shown in FIG. A safe driving environment can be provided to the driver.

このように、光量調整部60によって種々の効果を実現することができる。そして、図示していないが、光量調整部60は、次のような動作も実現できる。   As described above, various effects can be realized by the light amount adjusting unit 60. Although not shown, the light amount adjustment unit 60 can also realize the following operation.

具体的に、動作制御部11は、識別部62が上り坂を識別したときに、上り坂を認識したことを示す信号を識別部62から受信する。そして、動作制御部11は、発光部4に対するレンズ10の相対位置を変えることにより、レーザ光の照射位置を変化させ、車両から前方に向かって照射される照射光の照射範囲を地面方向に変える。   Specifically, when the identifying unit 62 identifies an uphill, the operation control unit 11 receives a signal indicating that the uphill has been recognized from the identifying unit 62. And the operation control part 11 changes the irradiation position of the laser beam by changing the relative position of the lens 10 with respect to the light emission part 4, and changes the irradiation range of the irradiation light irradiated ahead from a vehicle to a ground direction. .

また、動作制御部11は、識別部62が下り坂を識別したときに、下り坂を認識したことを示す信号を識別部62から受信する。そして、動作制御部11は、発光部4に対するレンズ10の相対位置を変えることにより、レーザ光の照射位置を変化させ、車両から前方に向かって照射される照射光の照射範囲を地面とは反対の方向に変える。   Further, when the identifying unit 62 identifies a downhill, the operation control unit 11 receives a signal indicating that the downhill has been recognized from the identifying unit 62. Then, the operation control unit 11 changes the irradiation position of the laser beam by changing the relative position of the lens 10 with respect to the light emitting unit 4, and the irradiation range of the irradiation light irradiated from the vehicle forward is opposite to the ground. Change the direction.

上記の構成によれば、識別部62が上り坂または下り坂を識別すると、動作制御部11は、発光部4に対するレンズ10の相対位置を変えることにより、レーザ光の照射位置を変化させる。そして、動作制御部11は、車両から前方に向かって照射される照射光の照射範囲を地面方向または地面とは反対の方向に変える。   According to the above configuration, when the identification unit 62 identifies an uphill or a downhill, the operation control unit 11 changes the irradiation position of the laser light by changing the relative position of the lens 10 with respect to the light emitting unit 4. Then, the operation control unit 11 changes the irradiation range of the irradiation light irradiated forward from the vehicle to the ground direction or the direction opposite to the ground.

これにより、車両55は、上り坂および下り坂が前方に現れた場合にも、適切に道路を照らすことができ、安全な運転環境をドライバに提供することができる。   Thereby, even when the uphill and the downhill appear ahead, the vehicle 55 can appropriately illuminate the road, and can provide a safe driving environment to the driver.

また、光量調整部60は、動作制御部11と協働して、次のような動作も実現できる。   The light amount adjusting unit 60 can also realize the following operation in cooperation with the operation control unit 11.

具体的に、動作制御部11は、検知部61が道路標識、障害物等の物体を検知したときに、物体を検知したことを示す信号を検知部61から受信する。そして、動作制御部11はレンズ10を動作させ、レンズ10の発光部4に対する相対位置を変える。   Specifically, the operation control unit 11 receives a signal indicating that an object has been detected from the detection unit 61 when the detection unit 61 detects an object such as a road sign or an obstacle. Then, the operation control unit 11 operates the lens 10 to change the relative position of the lens 10 with respect to the light emitting unit 4.

また、検知部61によって検知された物体の種類を識別部62が画像認識により識別したとき、動作制御部11は、識別した画像を示す信号を識別部62から受信する。そして、動作制御部11は、識別部62によって識別された物体の種類に応じてレンズ10を動作させ、レンズ10の発光部4に対する相対位置を変える。   When the identification unit 62 identifies the type of the object detected by the detection unit 61 by image recognition, the operation control unit 11 receives a signal indicating the identified image from the identification unit 62. Then, the operation control unit 11 operates the lens 10 according to the type of the object identified by the identification unit 62, and changes the relative position of the lens 10 with respect to the light emitting unit 4.

また、光量制御部63は、検知部61が道路標識、障害物等の物体を検知したときに、当該物体を示す信号を検知部61から受信する。そして、光量制御部63は、当該物体が検知された投光領域に投光するレーザ素子2の光量を制御する。   Further, when the detection unit 61 detects an object such as a road sign or an obstacle, the light amount control unit 63 receives a signal indicating the object from the detection unit 61. Then, the light quantity control unit 63 controls the light quantity of the laser element 2 that projects light to the light projection area where the object is detected.

また、光量制御部63は、右側通行国で規定された照明光の配光パターン(または、照度)、および、左側通行国で規定された照明光の配光パターン(または、照度)のいずれかを満たすように、レーザ素子2の光量を制御する。   The light quantity control unit 63 is either one of the illumination light distribution pattern (or illuminance) defined in the right-hand traffic country and the illumination light distribution pattern (or illuminance) defined in the left-hand traffic country. The light quantity of the laser element 2 is controlled so as to satisfy the above.

〔投光器1000について〕
他の実施形態に係る投光器1000を図21により説明する。図21は、投光器1000の概略図である。図示するように、投光器1000は、レーザ素子2、発光部4、波長カットコート20を有するパラボラミラー5、放熱ベース7、フィン8、およびレンズ10を備える。さらに、投光器1000は、ファイバ15、立上ミラー30、およびMEMS(Micro Electro Mechanical System)ミラー1001を備える。
[About the projector 1000]
A projector 1000 according to another embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 21 is a schematic diagram of the projector 1000. As illustrated, the projector 1000 includes a laser element 2, a light emitting unit 4, a parabolic mirror 5 having a wavelength cut coat 20, a heat dissipation base 7, fins 8, and a lens 10. Further, the projector 1000 includes a fiber 15, a rising mirror 30, and a MEMS (Micro Electro Mechanical System) mirror 1001.

なお、以下の説明では、上記と同一の部品および構成要素には同一の符号を付している。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。このことは、後述の投光器1010等に関する説明においても同様である。   In the following description, the same parts and components as those described above are denoted by the same reference numerals. Their names and functions are also the same. Therefore, detailed description thereof will not be repeated. The same applies to the description regarding the projector 1010 and the like which will be described later.

ファイバ15は、シングルモードファイバであっても、光を通すコアの部分が太いマルチモードファイバであってもよい。ファイバ15は、材料として石英だけでなくプラスチックを利用でき、その場合、安価でかつ高い折り曲げ強度を実現できる。また、ファイバ15は、レンズ10と突き合わせ接続(バットジョイント)で接続されてもよい。   The fiber 15 may be a single mode fiber or a multimode fiber having a thick core portion through which light passes. The fiber 15 can use not only quartz but also plastic as a material. In this case, the fiber 15 is inexpensive and can realize high bending strength. The fiber 15 may be connected to the lens 10 by a butt connection (butt joint).

レーザ素子2から出射されたレーザ光は、レンズ10、ファイバ15、および立上ミラー30を経て、MEMSミラー1001に入射する。MEMSミラー1001は、機械部品と電子回路とを融合し微細部品を形成した微小電子ミラーであり、パラボラミラー5の開口部とは反対側のパラボラミラー5の外部領域とレーザ素子2との間に配置される。ここで、MEMSミラー1001を図22により説明する。図22は、MEMSミラー1001を説明する概略図である。   Laser light emitted from the laser element 2 enters the MEMS mirror 1001 through the lens 10, the fiber 15, and the rising mirror 30. The MEMS mirror 1001 is a microelectronic mirror in which a mechanical component and an electronic circuit are fused to form a microcomponent. The MEMS mirror 1001 is provided between the laser element 2 and an external region of the parabolic mirror 5 on the side opposite to the opening of the parabolic mirror 5. Be placed. Here, the MEMS mirror 1001 will be described with reference to FIG. FIG. 22 is a schematic diagram illustrating the MEMS mirror 1001.

MEMSミラー1001は、ミラー部1001aとミラー駆動部1001bとを有する。ミラー部1001aは、ミラー駆動部1001b内に形成されており、例えば、これに限定されないが、2軸ミラーであり、直径が1mmφの円形である。また、ミラー面はAlコートなどのコーティングが施されていてもよい。   The MEMS mirror 1001 includes a mirror unit 1001a and a mirror driving unit 1001b. The mirror unit 1001a is formed in the mirror driving unit 1001b. For example, but not limited to this, the mirror unit 1001a is a biaxial mirror and has a circular shape with a diameter of 1 mmφ. The mirror surface may be coated with an Al coat or the like.

ミラー駆動部1001bは、例えば、これに限定されないが、5mm角の略正方形であり、その内部に、ミラー部1001aが形成されている。ミラー駆動部1001bは、電圧変化によってD1方向(重力方向に垂直なX軸方向)および/またはD2方向(重力方向として規定されるY軸方向)に角度を変化させ、その角度変化によりミラー駆動部1001bに形成されたミラー部1001aを動作させる。そして、ミラー部1001aが動作することで、ミラー部1001aで反射した後に発光部4に照射されるレーザ光の照射位置およびスポットサイズを変化させる。これにより、投光器1000は、任意の場所への光の照射と、配光パターンの変更を可能とする。   The mirror driving unit 1001b is, for example, not limited to this, and is a 5 mm square substantially square, and the mirror unit 1001a is formed therein. The mirror driving unit 1001b changes the angle in the D1 direction (X-axis direction perpendicular to the gravity direction) and / or the D2 direction (Y-axis direction defined as the gravity direction) by voltage change. The mirror part 1001a formed in 1001b is operated. Then, by operating the mirror unit 1001a, the irradiation position and spot size of the laser light irradiated on the light emitting unit 4 after being reflected by the mirror unit 1001a are changed. Thereby, the light projector 1000 enables irradiation of light to an arbitrary place and change of the light distribution pattern.

なお、MEMSミラー1001は、その駆動範囲が、X軸方向よりもY軸方向に広いように設定されることが好ましい。これは、特に、投光器1000の投光範囲が横長である場合に有効である。一方、投光器1000の投光範囲が縦長である場合には、MEMSミラー1001は、その駆動範囲が、Y軸方向よりもX軸方向に広いように設定されるなど、投光範囲に応じて適宜変更されてよい。   Note that the MEMS mirror 1001 is preferably set so that its driving range is wider in the Y-axis direction than in the X-axis direction. This is particularly effective when the light projecting range of the projector 1000 is horizontally long. On the other hand, when the light projecting range of the light projector 1000 is vertically long, the MEMS mirror 1001 is appropriately set according to the light projecting range such that the driving range is set wider in the X axis direction than in the Y axis direction. It may be changed.

また、レーザ光の走査を連続して行い、レーザ光の強度を走査スピードと同期させることにより投光パターンを形成する場合は、走査スピードを高くすることが可能な共振形MEMSミラーを用いることが望ましい。   In addition, when a light projection pattern is formed by continuously scanning the laser beam and synchronizing the intensity of the laser beam with the scanning speed, it is necessary to use a resonant MEMS mirror that can increase the scanning speed. desirable.

例えば、垂直走査速度60Hzでスキャンし、レーザ光の強度をスキャンスピードに同期させることにより、発光部4にすれ違い灯の投光パターンとなる様な発光パターンを形成するような使い方をする場合は、共振型を使用することが望ましい。   For example, when scanning at a vertical scanning speed of 60 Hz and synchronizing the intensity of the laser light with the scanning speed to form a light emission pattern that is a light projection pattern of a passing lamp on the light emitting unit 4, It is desirable to use a resonance type.

一方、本システムを、スポットライトの投光位置を変更するといった使用法で使用する場合、対象物(例えば危険因子である鹿)を照らし続けるといった場合は、連続して対象物を照らした方が、(レーザ出力が同じであれば)対象物における照度が高くなるため、非共振形のMEMSを使用することが望ましい。   On the other hand, when this system is used in a usage such as changing the light projection position of a spotlight, if you continue to illuminate an object (for example, a deer that is a risk factor), it is better to illuminate the object continuously. It is desirable to use non-resonant MEMS (if the laser output is the same) because the illuminance at the object is high.

〔投光器1010について〕
投光器1000の変形例である投光器1010を図23により説明する。図23は、投光器1010の概略図である。図示するように、投光器1010は、レーザ素子2、発光部4、波長カットコート20を有するパラボラミラー5、放熱ベース7、フィン8、レンズ10、およびMEMSミラー1001を備える。
[About the projector 1010]
A projector 1010, which is a modification of the projector 1000, will be described with reference to FIG. FIG. 23 is a schematic diagram of the projector 1010. As illustrated, the projector 1010 includes a laser element 2, a light emitting unit 4, a parabolic mirror 5 having a wavelength cut coat 20, a heat dissipation base 7, fins 8, a lens 10, and a MEMS mirror 1001.

投光器1010は、図21に示す投光器1000と以下の点で相違する。つまり、投光器1010は、投光器1000には含まれていたファイバ15および立上ミラー30を備えていない。したがって、レーザ素子2から出射したレーザ光は、レンズ10を介してMEMSミラー1001に入射し、MEMSミラー1001で反射したレーザ光が発光部4に照射される。このとき、投光器1010は、上述したMEMSミラー1001の動作によって、任意の場所への光の照射と配光パターンの変更とを可能とする。   The projector 1010 is different from the projector 1000 shown in FIG. 21 in the following points. That is, the projector 1010 does not include the fiber 15 and the rising mirror 30 that are included in the projector 1000. Therefore, the laser light emitted from the laser element 2 is incident on the MEMS mirror 1001 via the lens 10, and the light emitting unit 4 is irradiated with the laser light reflected by the MEMS mirror 1001. At this time, the projector 1010 can irradiate light to an arbitrary place and change the light distribution pattern by the operation of the MEMS mirror 1001 described above.

このように、投光器1010は、ファイバ15および立上ミラー30を用いることなく、投光器1000と同様の効果を実現することができる。したがって、投光器1010は、投光器1000よりも部品点数を軽減し、かつ、部品点数を軽減することによって、投光器内部でのレイアウトの設計自由度を高めることができる。   As described above, the projector 1010 can achieve the same effect as the projector 1000 without using the fiber 15 and the rising mirror 30. Therefore, the projector 1010 can increase the degree of freedom in designing the layout inside the projector by reducing the number of components compared to the projector 1000 and reducing the number of components.

〔投光器1020について〕
次に、他の実施形態に係る投光器1020を図24により説明する。図24は、投光器1020の概略図である。図示するように、投光器1020は、レーザ素子2、発光部4、波長カットコート20を有するパラボラミラー5、放熱ベース7、フィン8、およびレンズ10を備える。さらに、投光器1020は、ファイバ15、およびピエゾミラー素子1021を備える。
[About the projector 1020]
Next, a projector 1020 according to another embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 24 is a schematic diagram of the projector 1020. As illustrated, the projector 1020 includes a laser element 2, a light emitting unit 4, a parabolic mirror 5 having a wavelength cut coat 20, a heat dissipation base 7, fins 8, and a lens 10. Further, the projector 1020 includes a fiber 15 and a piezo mirror element 1021.

投光器1020では、レーザ素子2から出射されたレーザ光は、レンズ10、およびファイバ15を経て、ピエゾミラー素子1021に入射する。そして、ピエゾミラー素子1021で反射したレーザ光が発光部4に照射される。   In the projector 1020, the laser light emitted from the laser element 2 enters the piezo mirror element 1021 via the lens 10 and the fiber 15. Then, the laser beam reflected by the piezo mirror element 1021 is applied to the light emitting unit 4.

ピエゾミラー素子1021は、ピエゾ素子とミラーとによって形成され、ミラーの鏡面を二次元方向(二軸方向)に稼動可能な素子であり、ピエゾ素子によりミラーを稼動する事によってレーザ光の反射光路の向きを二軸方向に変えることが可能である。以下、ピエゾミラー素子1021の具体的な構成について、図27を用いて説明する。図27は、ピエゾミラー素子1021を説明する概略図であり、(a)はピエゾミラー素子1021の全体的な概略構成を示す斜視図であり、(b)はミラー1022を除いた部分の概略構成を示す斜視図であり、(c)はピエゾ素子1023a、1023bおよび支点部材1024の配置例を示す(b)の上面図である。   The piezo mirror element 1021 is an element formed by a piezo element and a mirror and capable of operating the mirror surface of the mirror in a two-dimensional direction (biaxial direction). By operating the mirror with the piezo element, the reflected light path of the laser light is increased. It is possible to change the direction to a biaxial direction. Hereinafter, a specific configuration of the piezo mirror element 1021 will be described with reference to FIG. FIG. 27 is a schematic diagram illustrating the piezo mirror element 1021, (a) is a perspective view showing an overall schematic configuration of the piezo mirror element 1021, and (b) is a schematic configuration of a portion excluding the mirror 1022. (C) is a top view of (b) showing an arrangement example of the piezo elements 1023a, 1023b and the fulcrum member 1024.

ピエゾミラー素子1021は、図27(a)および(b)に示すように、土台1025の上に、θ軸方向駆動用のピエゾ素子1023aと、ψ軸方向駆動用のピエゾ素子1023bと、支点部材1024とが設置され、これらの部材の上に、ミラー1022が配置された構成となっている。   As shown in FIGS. 27A and 27B, the piezo mirror element 1021 includes a piezo element 1023a for driving in the θ-axis direction, a piezo element 1023b for driving in the ψ-axis direction, and a fulcrum member on a base 1025. 1024 and a mirror 1022 is arranged on these members.

ピエゾ素子1023a、1023bは、圧電セラミックからなり、圧電効果により、素子に電圧を印加することで、θ軸およびψ軸と垂直方向(土台1025の表面と垂直方向)に変位を生む圧電デバイスである。ピエゾ素子1023a、1023bとしては、例えば、NECトーキン株式会社製の積層圧電アクチュエータが用いられる。   The piezo elements 1023a and 1023b are made of piezoelectric ceramics, and are piezoelectric devices that generate displacement in the direction perpendicular to the θ axis and the ψ axis (perpendicular to the surface of the base 1025) by applying a voltage to the element due to the piezoelectric effect. . As the piezoelectric elements 1023a and 1023b, for example, a laminated piezoelectric actuator manufactured by NEC TOKIN Corporation is used.

ピエゾ素子1023a、1023bおよび支点部材1024は、例えば図27(c)に示すように土台1025の上に配置される。すなわち、ピエゾ素子1023aおよび支点1024は、θ軸上の土台1025の両端部近傍にそれぞれ配置されるとともに、ピエゾ素子1023bは、ψ軸上の土台1025の端部近傍に配置される。そして、二軸(θ軸およびψ軸)それぞれの上に設置されたピエゾ素子1023a、1023bの上に、ミラー1022が形成される。すなわち、図27では、ミラー1022は、二軸それぞれの上に設置されたピエゾ素子1023a、1023bおよび支点部材1024にまたがる様に設置されている。   The piezo elements 1023a, 1023b and the fulcrum member 1024 are arranged on a base 1025 as shown in FIG. 27C, for example. That is, the piezo element 1023a and the fulcrum 1024 are arranged in the vicinity of both ends of the base 1025 on the θ axis, and the piezo element 1023b is arranged in the vicinity of the end of the base 1025 on the ψ axis. A mirror 1022 is formed on the piezoelectric elements 1023a and 1023b installed on the two axes (θ axis and ψ axis). That is, in FIG. 27, the mirror 1022 is installed so as to straddle the piezo elements 1023a and 1023b and the fulcrum member 1024 installed on each of the two axes.

このようにピエゾミラー素子1021の各部材が配置され、ピエゾ素子1023a、1023bそれぞれに電圧が印加されることにより、ピエゾ素子1023a、1023bそれぞれが土台1025の表面と垂直方向に変位し、ミラー1022の鏡面を当該垂直方向に移動させることができる。実際には、ミラー1022は、支点部材1024を支点として動くことになる。そのため、ピエゾ素子1023a、1023bの変位により、ミラー1022の傾きを二軸方向に変位させることができる。   Thus, each member of the piezo mirror element 1021 is arranged, and voltage is applied to each of the piezo elements 1023a and 1023b, whereby each of the piezo elements 1023a and 1023b is displaced in the direction perpendicular to the surface of the base 1025, and the mirror 1022 The mirror surface can be moved in the vertical direction. Actually, the mirror 1022 moves with the fulcrum member 1024 as a fulcrum. Therefore, the tilt of the mirror 1022 can be displaced in the biaxial direction by the displacement of the piezo elements 1023a and 1023b.

投光器1020は、ピエゾミラー素子1021が備えるミラー1022の傾きを変位させることにより、ファイバ15より出射されたレーザ光の光路を制御し、発光部4における照射位置を制御することにより、投光が制御される。なお、各々のピエゾ素子1023a、1023bは、ピエゾミラー駆動部(動作制御部、不図示)によって制御される。   The projector 1020 controls the optical path of the laser beam emitted from the fiber 15 by displacing the tilt of the mirror 1022 included in the piezo mirror element 1021, and controls the irradiation position in the light emitting unit 4, thereby controlling the projection. Is done. Note that each of the piezo elements 1023a and 1023b is controlled by a piezo mirror driving unit (operation control unit, not shown).

このように構成されたピエゾミラー素子1021は、高精度な角度調整が可能であるため、光路が長い場合や、レーザ光の折り返し(反射)が複数存在する場合などに好適である。ピエゾミラー素子1021は、これに限定されないが、例えば、大きさ20mm、直径40mmφというサイズで実現される。   The piezo mirror element 1021 configured as described above is suitable for a case where the optical path is long or a plurality of laser beam turns (reflections) exist because the angle adjustment with high accuracy is possible. Although not limited to this, the piezo mirror element 1021 is realized, for example, with a size of 20 mm in diameter and 40 mm in diameter.

このように、投光器1020は、ピエゾミラー素子1021を用いることによっても、任意の場所への光の照射と、配光パターンの自由な変更が可能となる。   As described above, the light projector 1020 can irradiate light to an arbitrary place and freely change the light distribution pattern even by using the piezo mirror element 1021.

なお、ピエゾ素子1023a、1023bおよび支点部材1024は、図27(c)に示す配置に限られず、例えばこれらの部材が土台1025の端部近傍に配置されている必要は必ずしもない。これらの部材の配置は、ミラー1022の傾く範囲等にあわせて、適宜変更可能である。   Note that the piezo elements 1023a, 1023b, and the fulcrum member 1024 are not limited to the arrangement shown in FIG. 27C, and for example, these members are not necessarily arranged near the end of the base 1025. The arrangement of these members can be appropriately changed in accordance with the tilting range of the mirror 1022 and the like.

このように、投光器1020は、ピエゾミラー素子1021を用いることによっても、任意の場所への光の照射と、配光パターンの自由な変更が可能となる。   As described above, the light projector 1020 can irradiate light to an arbitrary place and freely change the light distribution pattern even by using the piezo mirror element 1021.

〔投光器1030について〕
次に、他の実施形態に係る投光器1030を図25により説明する。図25は、投光器1030の概略図である。図示するように、投光器1030は、レーザ素子2、発光部4、パラボラミラー5、放熱ベース7、フィン8、レンズ10を備える。さらに、投光器1030は、X軸用のガルバノミラー38a、ガルバノミラー駆動部39a、および、Y軸用のガルバノミラー38b、ガルバノミラー駆動部39bを備える。
[About the projector 1030]
Next, a projector 1030 according to another embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 25 is a schematic diagram of the projector 1030. As illustrated, the projector 1030 includes a laser element 2, a light emitting unit 4, a parabolic mirror 5, a heat dissipation base 7, fins 8, and a lens 10. Further, the projector 1030 includes an X-axis galvano mirror 38a and a galvano mirror drive unit 39a, and a Y-axis galvano mirror 38b and a galvano mirror drive unit 39b.

ガルバノミラー38aは、入力される駆動電圧のレベルに応じた量だけガルバノミラー駆動部39aの駆動によって回動してX軸方向(重力方向に垂直な方向)における反射角を変化させ、その反射させたレーザ光を発光部4に向けて照射する。これにより、ガルバノミラー38aは、X軸方向において任意の角度で発光部4にレーザ光を照射することができる。   The galvano mirror 38a is rotated by the drive of the galvano mirror drive unit 39a by an amount corresponding to the level of the input drive voltage to change the reflection angle in the X-axis direction (direction perpendicular to the gravity direction) and reflect it. The emitted laser light is irradiated toward the light emitting unit 4. Thereby, the galvanometer mirror 38a can irradiate the light emission part 4 with a laser beam at an arbitrary angle in the X-axis direction.

同様に、ガルバノミラー38bは、入力される駆動電圧のレベルに応じた量だけガルバノミラー駆動部39bの駆動によって回動してY軸方向(重力方向)における反射角を変化させ、その反射させたレーザ光を発光部4に向けて照射する。これにより、ガルバノミラー38bは、Y軸方向において任意の角度で発光部4にレーザ光を照射することができる。   Similarly, the galvanometer mirror 38b is rotated by driving the galvanometer mirror drive unit 39b by an amount corresponding to the level of the input drive voltage, and the reflection angle in the Y-axis direction (gravity direction) is changed and reflected. Laser light is emitted toward the light emitting unit 4. Thereby, the galvanometer mirror 38b can irradiate the light emission part 4 with a laser beam at an arbitrary angle in the Y-axis direction.

そして、投光器1030は、X軸用のガルバノミラー38a、ガルバノミラー駆動部39a、および、Y軸用のガルバノミラー38b、ガルバノミラー駆動部39bが協働することにより、任意の場所への光の照射と、配光パターンの自由な変更を実現している。   The projector 1030 irradiates light to an arbitrary place by the cooperation of the galvano mirror 38a for the X axis, the galvano mirror driving unit 39a, and the galvano mirror 38b for the Y axis, and the galvano mirror driving unit 39b. And free change of the light distribution pattern is realized.

ここで、ガルバノミラー38a・38bには誘電体多層膜からなるHRコートが施されていることが好ましい。HRコートは、レーザ素子2の発光波長に対してチューニングされている。   Here, the galvanometer mirrors 38a and 38b are preferably provided with an HR coat made of a dielectric multilayer film. The HR coat is tuned with respect to the emission wavelength of the laser element 2.

HRコートを施すことにより、光学ロスを低減することができる。本実施の形態では高出力のレーザを用いるため、HRコートを施さなければ、光学ロス分は熱となり光学素子が歪むといった問題が生じる。また、車両用投光器の場合、レーザ光の照射位置およびスポットサイズを任意に変化させるが、法規制によって定められたヘッドランプの投光パターンに応じ、発光部4に形成するレーザ光の光分布(時間平均した際の光分布)は、法規制に応じたパターンを形成するための同一光分布であることが多い。つまり、各光学素子は一様にレーザ光に曝されるわけではなく特定の領域のみが常に高いレーザ出力の高い領域に曝されることとなる。そのため、HRコートが施されていなければ、その領域の劣化が生じるといった問題が生じる。   By applying HR coating, optical loss can be reduced. In this embodiment, since a high-power laser is used, unless HR coating is applied, the optical loss becomes heat and the optical element is distorted. Further, in the case of a vehicle projector, the laser light irradiation position and spot size are arbitrarily changed. However, the light distribution of the laser light formed on the light emitting unit 4 according to the light projection pattern of the headlamp determined by law and regulation ( The light distribution at the time average) is often the same light distribution for forming a pattern according to the regulations. That is, each optical element is not uniformly exposed to the laser beam, and only a specific region is always exposed to a region with a high laser output. Therefore, if the HR coating is not applied, there arises a problem that the region deteriorates.

〔投光器1040について〕
次に、他の実施形態に係る投光器1040を図26により説明する。図26は、投光器1040の概略図である。投光器1040は、次の点を除き、図1に示す投光器200と同一の構成を有する。その構成上の相違点のみを説明すれば、投光器1040では、レーザ素子2から出射されたレーザ光は、レーザ素子2からレンズ枠体40に埋め込まれたレンズ10へ、ファイバ15を介して導光される。ファイバ15は、レーザ素子2と突き合わせ接続(バットジョイント)で接続されていてもよい。また、投光器1040では、パラボラミラー5に波長カットコート20が設けられている。これにより、投光器1040は、特定の波長域の光を遮断し、人の目に優しい装置をユーザに提供することができる。
[About the projector 1040]
Next, a projector 1040 according to another embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 26 is a schematic diagram of the projector 1040. The projector 1040 has the same configuration as the projector 200 shown in FIG. 1 except for the following points. To explain only the difference in configuration, in the projector 1040, the laser light emitted from the laser element 2 is guided from the laser element 2 to the lens 10 embedded in the lens frame 40 through the fiber 15. Is done. The fiber 15 may be connected to the laser element 2 by a butt connection (butt joint). In the projector 1040, the parabolic mirror 5 is provided with the wavelength cut coat 20. Thereby, the projector 1040 can block light in a specific wavelength range and provide a user with a device that is easy on the human eye.

以上、投光器1040と図1に示す投光器200との相違点を説明した。投光器1040は、上記の構成を備えることで、投光器200と同様の効果を実現することができる。したがって、投光器1040は、レーザ素子2からレンズ10への導光ルートを適宜変更することができ、投光器1040の全体レイアウトを考慮した設計が可能となる。この点において、投光器1040は、投光器200とは異なる効果を奏する。   The difference between the projector 1040 and the projector 200 shown in FIG. 1 has been described above. The projector 1040 can achieve the same effect as the projector 200 by having the above-described configuration. Therefore, the projector 1040 can appropriately change the light guide route from the laser element 2 to the lens 10, and the design considering the entire layout of the projector 1040 is possible. In this respect, the projector 1040 has an effect different from that of the projector 200.

以上、本実施の形態に係る発光装置、投光器の種々の形態を説明した。これらの形態は、本実施の形態の一例を示すものであって、ここで説明した形態を組み合わせることも当然に可能である。   Heretofore, various embodiments of the light emitting device and the projector according to the present embodiment have been described. These forms show an example of the present embodiment, and it is naturally possible to combine the forms described here.

〔従来技術の課題〕
最後に、特許文献1等の技術は以下の課題を有するところ、それら課題は、上記の種々の構成を備える本実施の形態に係る発光装置によって解決される。
[Prior art issues]
Finally, the technique disclosed in Patent Document 1 has the following problems, and these problems are solved by the light emitting device according to the present embodiment having the above-described various configurations.

特許文献1の車両ヘッドランプは、レーザ光を直接外部に照射するものであり、レーザ光を受けて発光する発光部を備えていない。そのため、レーザ光の波長以外の光の演色性が極めて低いという問題を有する。   The vehicle headlamp of Patent Document 1 directly irradiates laser light to the outside, and does not include a light emitting unit that emits light upon receiving the laser light. Therefore, there is a problem that the color rendering properties of light other than the wavelength of the laser light are extremely low.

特許文献2の前照灯も、特許文献1の車両用ヘッドランプと同様にレーザ光を受けて発光する発光部を備えていないため、レーザ光の波長以外の光の演色性が極めて低いという問題を有する。   Similarly to the vehicle headlamp of Patent Document 1, the headlight of Patent Document 2 does not include a light emitting unit that emits laser light and emits light other than the wavelength of the laser light. Have

特許文献3の車両用灯具は、光源としてLEDを用いる。LEDは、レーザ光源と比べて輝度が低いため、必要光束を得るためには発光面積を大きくする必要がある。したがって、自動車やオートバイといった灯具の大きさに制限のあるような場合、レーザ光源に比べ照射領域が広くなり、走行灯のような、狭角投光が必要な灯具の大きさを小さくすることができないという問題があった。   The vehicular lamp of Patent Document 3 uses an LED as a light source. Since the LED has a lower luminance than the laser light source, it is necessary to increase the light emitting area in order to obtain the necessary light flux. Therefore, when the size of a lamp such as an automobile or motorcycle is limited, the irradiation area becomes wider than that of a laser light source, and the size of a lamp that requires narrow-angle projection, such as a traveling lamp, can be reduced. There was a problem that I could not.

また、特許文献3の車両用灯具は、照射先(例えば40m先)に存在する対象物(例えば人)だけを照らす、または、対象物(例えば対向車線)だけを照らさないというような、走行灯以上に狭角投光が必要な灯具は車両前面スペースの問題から、設置することが困難であり、さらに狭角投光装置を複数組み合わせ配光パターンを自由に変更するが困難である。   Moreover, the vehicular lamp of Patent Document 3 illuminates only an object (for example, a person) existing at an irradiation destination (for example, 40 m ahead) or does not illuminate only an object (for example, an oncoming lane). As described above, it is difficult to install a lamp that requires narrow-angle light projection due to the problem of the front space of the vehicle, and it is difficult to freely change the light distribution pattern by combining a plurality of narrow-angle light projectors.

また、特許文献3の車両用灯具は、LED間に非発光部が存在するため、照射位置でぼかして使用する必要があり、(明暗部を明確にする)コントラストができなかった。なお、照射位置でぼかさずに使用した場合、コントラストは高くなるが、LED間の非発光部が投影されるため、例えば、LED2個が転倒している場合だと明暗明といった投光となってしまう。   Moreover, since the vehicle lamp of patent document 3 has a non-light-emitting part between LED, it was necessary to blur and use it at an irradiation position, and the contrast (a light-dark part was clarified) was not able to be performed. In addition, when used without blurring at the irradiation position, the contrast is high, but the non-light-emitting portion between the LEDs is projected. For example, when two LEDs are falling, the light is bright and dark. End up.

特許文献4の光源装置は、単に光を照射するという装置、つまり、単に光を照らしているという装置である。特許文献4には、励起光の照射範囲および/または強度分布を変化させる光制御手段として固体光源を動かす方法、および、鏡を動かす方法が開示されている。   The light source device of Patent Document 4 is a device that simply irradiates light, that is, a device that simply illuminates light. Patent Document 4 discloses a method of moving a solid light source and a method of moving a mirror as light control means for changing the irradiation range and / or intensity distribution of excitation light.

しかしながら、特許文献4の光源装置は、固体光源を用いた場合、指向性の高い半導体レーザを用いたとしてもビーム拡散角が40°と広く、照射範囲および/または強度分布を変化させることは可能であるものの、蛍光体層の任意の場所のみを励起するといったことはできない。   However, when the solid-state light source is used in the light source device of Patent Document 4, the beam diffusion angle is as wide as 40 ° even if a highly directional semiconductor laser is used, and the irradiation range and / or intensity distribution can be changed. However, it is not possible to excite only an arbitrary place in the phosphor layer.

さらには、特許文献4の光源装置は、複数の固体光源から出射された光それぞれについての、蛍光体部における照射位置および照射領域(スポットサイズ)を制御するといった構成ではない。したがって、特許文献4の光源装置は、蛍光体層を全面にわたって均一に照射する(蛍光体層全面を均一に発光させる)ことができない。また、特許文献4の光源装置は、同様の理由で複雑な形状で蛍光体層を励起する(例えば、蛍光体層の中心部分のみ発光させず、周辺をロの字状に発光させる)ことができないという問題を有する。   Furthermore, the light source device of Patent Document 4 is not configured to control the irradiation position and irradiation area (spot size) in the phosphor part for each of the light emitted from the plurality of solid light sources. Therefore, the light source device of Patent Document 4 cannot uniformly irradiate the entire surface of the phosphor layer (the entire phosphor layer cannot emit light uniformly). In addition, the light source device of Patent Document 4 excites the phosphor layer with a complicated shape for the same reason (for example, the central portion of the phosphor layer is not lighted but the periphery is lightened in a square shape). Has the problem of not being able to.

また、特許文献4には、レンズ系の焦点位置に蛍光体層を設置することにより、蛍光を投光する構成、蛍光体層の側面に反射層を設け、正面方向に出射される発光成分を増加させる構成も開示されている。しかしながら、特許文献4の光源装置では、蛍光の配光特性は、ほぼランバーシアン形状であるため、レンズの開口にすべての蛍光を入射することができず、非常にロスの大きい光学系となってしまう。   Further, in Patent Document 4, a phosphor layer is installed at the focal position of a lens system, a configuration in which fluorescence is projected, a reflective layer is provided on the side surface of the phosphor layer, and a light emitting component emitted in the front direction is provided. An increasing configuration is also disclosed. However, in the light source device of Patent Document 4, since the light distribution characteristic of the fluorescence is almost Lambertian, all the fluorescence cannot be incident on the aperture of the lens, and the optical system has a very large loss. End up.

さらに、特許文献4の光源装置は、蛍光の利用効率を上げるためには、レンズのNA(レンズ開口とレンズ焦点距離できまる)を大きくする必要がある。しかしながら、特許文献4によると、蛍光体層とレンズとの間に励起光を通し蛍光体を励起しているため、NAの大きなレンズを使用すると、励起光の発散角が大きいことから、励起光がレンズにけられてしまい、有効に蛍光体層を励起することができなくなる。逆に、励起光を有効に照射しようとすると、レンズのNAを下げる必要があるため、蛍光を有効に投光できなくなってしまう。すなわち、特許文献4の光源装置は、非常に効率の悪いシステムとなっている。   Furthermore, in the light source device of Patent Document 4, it is necessary to increase the lens NA (which is determined by the lens aperture and the lens focal length) in order to increase the use efficiency of fluorescence. However, according to Patent Document 4, since the phosphor is excited by passing excitation light between the phosphor layer and the lens, if a lens having a large NA is used, the divergence angle of the excitation light is large. Is absorbed by the lens, and the phosphor layer cannot be excited effectively. On the other hand, if it is intended to irradiate the excitation light effectively, it is necessary to lower the NA of the lens, and therefore it becomes impossible to project the fluorescence effectively. That is, the light source device of Patent Document 4 is a very inefficient system.

さらに、特許文献4の光源装置では、固体光源動かすため、小型化、重量低減のために、蛍光体層は冷却しているが、固体光源は冷却していない。そのため、車両用灯具で狭角投光に必要な輝度を得ることができない。   Furthermore, in the light source device of Patent Document 4, the phosphor layer is cooled to reduce the size and weight in order to move the solid light source, but the solid light source is not cooled. Therefore, the brightness required for narrow-angle light projection cannot be obtained with the vehicular lamp.

また、特許文献4には、デジタルマイクロミラーデバイス(DMD)を用いる構成が開示されている。この方法は、蛍光体層の励起範囲を制御する(パターン化する)という意味では優れた方法であるが、デジタルマイクロミラーデバイスを全体的に照らし、そのうちのある部分の光のみが用いられる。そのため、特許文献4の光源装置は、使用しない光の分だけエネルギーの損失が生じ効率が悪い、つまり、消費電力が高くなるという問題点がある。   Patent Document 4 discloses a configuration using a digital micromirror device (DMD). This method is excellent in terms of controlling (patterning) the excitation range of the phosphor layer, but illuminates the digital micromirror device as a whole, and only a portion of the light is used. For this reason, the light source device of Patent Document 4 has a problem that energy is lost by the amount of light that is not used and the efficiency is low, that is, the power consumption increases.

また、特許文献4の光源装置では、励起光源を動かすことにより照射範囲および/または強度分布が変わるような光強度分布のある励起光が用いられる。そのため、DMD面においても光強度分布があり、光強度の弱いところでは、マイクロミラーをON、OFFさせても十分なコントラストが得られないという問題もある。   In the light source device of Patent Document 4, excitation light having a light intensity distribution that changes the irradiation range and / or intensity distribution by moving the excitation light source is used. For this reason, there is also a light intensity distribution on the DMD surface, and there is a problem that sufficient contrast cannot be obtained even if the micromirror is turned on and off in a place where the light intensity is weak.

この点、本実施の形態に係る発光装置等は、上記の問題を解決するためになされたものであり、高い演色性を有し、かつ、任意の配光パターンを実現することが可能な発光装置、および車両用前照灯が提供される。   In this respect, the light-emitting device and the like according to the present embodiment are made to solve the above-described problem, and have high color rendering properties and can realize an arbitrary light distribution pattern. An apparatus and a vehicle headlamp are provided.

本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。   The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope shown in the claims. That is, embodiments obtained by combining technical means appropriately modified within the scope of the claims are also included in the technical scope of the present invention.

1 発光装置
2 レーザ素子(レーザ光源)
4 発光部
5 パラボラミラー(投光部)
6 楕円ミラー(投光部)
7 放熱ベース
8 フィン
9 発光体支持部
10、12、21 レンズ(光制御部)
11 動作制御部
15 ファイバ
20 波長カットコート
30 立上ミラー(光制御部)
32 シリンドリカルレンズ(光制御部)
34 ポリゴンミラー(光制御部)
35 ポリゴンミラー駆動部(動作制御部)
36 走査レンズ(光制御部)
38 ガルバノミラー(光制御部)
39 ガルバノミラー駆動部(動作制御部)
40 レンズ枠体(動作制御部)
41 コイル(動作制御部)
42 マグネット(動作制御部)
43 サスペンションワイヤ(動作制御部)
44 ワイヤ支持筺体
50 凹面ミラー(光制御部)
55 車両
60 光量調整部
61 検知部
62 識別部
63 光量制御部
65 配線
70 カメラ
100、200、300、400、500、600、700、800、900、1000、1010、1020、1030、1040 投光器
1001 MEMSミラー1001
1021 ピエゾミラー素子1021
1 Light Emitting Device 2 Laser Element (Laser Light Source)
4 Light emitting unit 5 Parabolic mirror (projecting unit)
6 Elliptical mirror (projecting part)
7 Radiation base 8 Fin 9 Luminescent body support part 10, 12, 21 Lens (light control part)
11 Operation Control Unit 15 Fiber 20 Wavelength Cut Coat 30 Standing Mirror (Light Control Unit)
32 Cylindrical lens (light controller)
34 Polygon mirror (light controller)
35 Polygon mirror drive unit (motion control unit)
36 Scanning lens (light control unit)
38 Galvano mirror (light controller)
39 Galvano mirror drive unit (operation control unit)
40 Lens frame (operation control unit)
41 Coil (Operation control unit)
42 Magnet (operation control unit)
43 Suspension wire (Operation control unit)
44 Wire support housing 50 Concave mirror (light controller)
55 Vehicle 60 Light quantity adjustment part 61 Detection part 62 Identification part 63 Light quantity control part 65 Wiring 70 Camera 100, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800, 900, 1000, 1010, 1020, 1030, 1040 Projector 1001 MEMS Mirror 1001
1021 Piezo mirror element 1021

Claims (18)

レーザ光源から出射されたレーザ光を受けて発光する発光部と、
上記レーザ光源から上記発光部への上記レーザ光の導光を制御する光制御部と、
上記光制御部を動作させる動作制御部と、を備え、
上記動作制御部は、上記発光部に対する上記光制御部の相対位置を変えることにより、上記発光部における上記レーザ光の照射位置およびスポットサイズを変化させることを特徴とする発光装置。
A light-emitting unit that receives and emits laser light emitted from a laser light source;
A light control unit that controls light guide of the laser light from the laser light source to the light emitting unit;
An operation control unit for operating the light control unit,
The light emitting apparatus according to claim 1, wherein the operation control unit changes an irradiation position and a spot size of the laser light in the light emitting unit by changing a relative position of the light control unit with respect to the light emitting unit.
上記レーザ光源の光量を制御可能な光量制御部をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載の発光装置。   The light emitting device according to claim 1, further comprising a light amount control unit capable of controlling a light amount of the laser light source. 上記発光部は、上記レーザ光を受けて蛍光を発する蛍光体を少なくとも含むことを特徴とする請求項1または2に記載の発光装置。   The light emitting device according to claim 1, wherein the light emitting unit includes at least a phosphor that emits fluorescence upon receiving the laser light. 上記発光部の配光特性が、上記レーザ光が入射する側とは反対の側において発光する配光特性であるときに、
上記発光部における上記レーザ光のスポットサイズが、上記発光部における発光面積と略同一、もしくは、上記発光面積よりも大きいことを特徴とする請求項1から3の何れか1項に記載の発光装置。
When the light distribution characteristic of the light emitting unit is a light distribution characteristic that emits light on the side opposite to the side on which the laser light is incident,
4. The light emitting device according to claim 1, wherein a spot size of the laser light in the light emitting unit is substantially the same as a light emitting area in the light emitting unit or larger than the light emitting area. 5. .
上記光制御部は、ポリゴンミラーおよびガルバノミラーの少なくとも何れかであり、
上記動作制御部は、上記ポリゴンミラーおよび上記ガルバノミラーの少なくとも何れかを動作させるアクチュエータであることを特徴とする請求項1から4の何れか1項に記載の発光装置。
The light control unit is at least one of a polygon mirror and a galvano mirror,
5. The light emitting device according to claim 1, wherein the operation control unit is an actuator that operates at least one of the polygon mirror and the galvanometer mirror.
上記光制御部は、凸レンズまたは凹面鏡であり、
上記動作制御部は、上記凸レンズまたは上記凹面鏡を動作させるアクチュエータであることを特徴とする請求項1から5の何れか1項に記載の発光装置。
The light control unit is a convex lens or a concave mirror,
The light emitting device according to claim 1, wherein the operation control unit is an actuator that operates the convex lens or the concave mirror.
自装置が投光する領域である投光領域内の物体を検知する検知部をさらに備え、
上記動作制御部は、上記検知部によって上記物体が検知されたとき、上記光制御部を動作させることを特徴とする請求項1から6の何れか1項に記載の発光装置。
It further includes a detection unit that detects an object in a light projection area, which is an area where the own device projects light,
The light emitting device according to any one of claims 1 to 6, wherein the operation control unit operates the light control unit when the object is detected by the detection unit.
上記検知部によって検知された上記物体の種類を、画像認識により識別する識別部をさらに備え、
上記動作制御部は、上記識別部によって識別された上記物体の種類に応じて、上記光制御部を動作させることを特徴とする請求項7に記載の発光装置。
An identification unit for identifying the type of the object detected by the detection unit by image recognition;
The light emitting device according to claim 7, wherein the operation control unit operates the light control unit in accordance with a type of the object identified by the identification unit.
自装置が投光する領域である投光領域内の物体を検知する検知部をさらに備え、
上記光量制御部は、上記検知部によって上記物体が検知されたとき、当該物体が検知された上記投光領域に投光する上記レーザ光源の光量を制御することを特徴とする請求項2に記載の発光装置。
It further includes a detection unit that detects an object in a light projection area, which is an area where the own device projects light,
The light amount control unit controls a light amount of the laser light source that projects light to the light projection region where the object is detected when the object is detected by the detection unit. Light-emitting device.
上記検知部によって検知された上記物体の種類を、画像認識により識別する識別部をさらに備え、
上記光量制御部は、上記識別部によって識別された上記物体の種類に応じて、当該物体が検知された上記投光領域に投光する上記レーザ光源の光量を制御することを特徴とする請求項9に記載の発光装置。
An identification unit for identifying the type of the object detected by the detection unit by image recognition;
The light amount control unit controls a light amount of the laser light source that projects light to the light projecting area where the object is detected according to a type of the object identified by the identifying unit. 9. The light emitting device according to 9.
請求項1から10の何れか1項の発光装置を備えた投光器であって、
上記発光部で発光した光を投光する投光部を備え、
上記投光部は、上記動作制御部が上記光制御部を動作させることによって、投光範囲を変化させることを特徴とする投光器。
A projector comprising the light emitting device according to any one of claims 1 to 10,
A light projecting unit for projecting light emitted from the light emitting unit,
The light projecting unit, wherein the operation control unit operates the light control unit to change a light projecting range.
上記発光部の配光特性が、上記レーザ光が入射する側と同じ側において強く発光する配光特性であるときに、
上記発光部の上記レーザ光が入射する側に、上記投光部を備えることを特徴とする請求項11に記載の投光器。
When the light distribution characteristic of the light emitting part is a light distribution characteristic that strongly emits light on the same side as the side on which the laser light is incident,
The light projector according to claim 11, further comprising the light projecting unit on a side where the laser light is incident on the light emitting unit.
請求項1から10の何れか1項に記載の発光装置を備えることを特徴とする車両用前照灯。   A vehicle headlamp comprising the light-emitting device according to claim 1. 請求項10に記載の発光装置を備え、
上記光量制御部は、上記物体が対向車、または先行車であると上記識別部によって識別されたとき、当該対向車、または先行車が検知された上記投光領域に投光する上記レーザ光源の光量を減少させることを特徴とする車両用前照灯。
A light emitting device according to claim 10,
The light amount control unit is configured to detect the laser light source that projects light to the light projecting area where the oncoming vehicle or the preceding vehicle is detected when the object is identified as the oncoming vehicle or the preceding vehicle by the identifying unit. A vehicle headlamp characterized by reducing the amount of light.
上記光量制御部は、上記物体が道路標識、または障害物であると上記識別部によって識別されたとき、当該道路標識、または障害物が検知された上記投光領域に投光する上記レーザ光源の光量を増加させることを特徴とする請求項14に記載の車両用前照灯。   The light amount control unit, when the identification unit identifies that the object is a road sign or an obstacle, the laser light source of the laser light source that projects the light projection area where the road sign or the obstacle is detected The vehicle headlamp according to claim 14, wherein the amount of light is increased. 上記動作制御部は、右側通行国で規定された照明光の配光パターン、および、左側通行国で規定された照明光の配光パターンのいずれかを満たすように、上記発光部に対する上記レーザ光の照射位置を変化させることを特徴とする請求項13から15の何れか1項に記載の車両用前照灯。   The operation control unit includes the laser beam for the light-emitting unit so as to satisfy one of a light distribution pattern of illumination light defined in the right-hand traffic country and a light distribution pattern of illumination light defined in the left-hand traffic country. The vehicle headlamp according to any one of claims 13 to 15, wherein the irradiation position is changed. 上記光量制御部は、右側通行国で規定された照明光の配光パターン、および、左側通行国で規定された照明光の照度のいずれかを満たすように、上記レーザ光源の光量を制御することを特徴とする請求項14または15に記載の車両用前照灯。   The light amount control unit controls the light amount of the laser light source so as to satisfy one of the illumination light distribution pattern defined in the right-hand traffic country and the illumination light illuminance defined in the left-hand traffic country. The vehicle headlamp according to claim 14 or 15, wherein 上記動作制御部は、
上記識別部が上り坂を識別したときに、上記発光部に対する上記光制御部の相対位置を変えることにより、上記レーザ光の照射位置を変化させ、車両から前方に向かって照射される照射光の照射範囲を地面方向に変え、
上記識別部が下り坂を識別したときに、上記発光部に対する上記光制御部の相対位置を変えることにより、上記レーザ光の照射位置を変化させ、車両から前方に向かって照射される照射光の照射範囲を地面とは反対の方向に変えることを特徴とする請求項14または15に記載の車両用前照灯。
The operation control unit is
When the identification unit identifies an uphill, by changing the relative position of the light control unit with respect to the light emitting unit, the irradiation position of the laser light is changed, and the irradiation light irradiated forward from the vehicle is changed. Change the irradiation range toward the ground,
When the identification unit identifies a downhill, the irradiation position of the laser light is changed by changing the relative position of the light control unit with respect to the light emitting unit, and the irradiation light irradiated forward from the vehicle is changed. The vehicle headlamp according to claim 14 or 15, wherein the irradiation range is changed in a direction opposite to the ground.
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