JP2015213076A - 発光装置、および照明装置 - Google Patents
発光装置、および照明装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2015213076A JP2015213076A JP2015121553A JP2015121553A JP2015213076A JP 2015213076 A JP2015213076 A JP 2015213076A JP 2015121553 A JP2015121553 A JP 2015121553A JP 2015121553 A JP2015121553 A JP 2015121553A JP 2015213076 A JP2015213076 A JP 2015213076A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light emitting
- light
- emitting unit
- heat sink
- heat
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims description 88
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 61
- 239000003566 sealing material Substances 0.000 claims description 39
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 26
- 239000012780 transparent material Substances 0.000 claims description 16
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 claims description 14
- 238000005286 illumination Methods 0.000 claims description 8
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 3
- 230000004044 response Effects 0.000 claims description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 24
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 22
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 21
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 description 12
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 10
- 206010037660 Pyrexia Diseases 0.000 description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 7
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 7
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 6
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 6
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 5
- 230000008859 change Effects 0.000 description 5
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 5
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 4
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 4
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 4
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 4
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910017083 AlN Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 230000000191 radiation effect Effects 0.000 description 3
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- GPXJNWSHGFTCBW-UHFFFAOYSA-N Indium phosphide Chemical compound [In]#P GPXJNWSHGFTCBW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 238000001312 dry etching Methods 0.000 description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 2
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 2
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 2
- 238000001020 plasma etching Methods 0.000 description 2
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 2
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000001039 wet etching Methods 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910003564 SiAlON Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 1
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 239000000565 sealant Substances 0.000 description 1
- 230000001568 sexual effect Effects 0.000 description 1
- 229920002050 silicone resin Polymers 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000013585 weight reducing agent Substances 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
図1は、本発明の一実施形態に係るヘッドランプ(発光装置)1の概略構成を示す断面図である。図1に示すように、ヘッドランプ1は、レーザ素子(励起光源、半導体レーザ)2、レンズ3、発光部4、パラボラミラー(反射鏡)5、およびヒートシンク(放熱部)7を備えている。
レーザ素子2は、励起光を出射する励起光源として機能する発光素子である。このレーザ素子2は、複数設けられていてもよい。この場合、複数のレーザ素子2のそれぞれから励起光としてのレーザ光が発振される。レーザ素子2を1つのみ用いてもよいが、高出力のレーザ光を得るためには、複数のレーザ素子2を用いる方が容易である。
レンズ3は、レーザ素子2から出射したレーザ光が発光部4に適切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)するためのレンズであり、レーザ素子2のそれぞれに配設されている。
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、または蛍光体を固めたものである。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。
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、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。
ヒートシンク7は、レーザ光が照射されることで発光部4に生じる熱を、発光部4と接触する接触面を介して放熱させる。ヒートシンク7は、熱が伝導しやすいアルミや銅などの金属材料が用いられることが多いが、熱伝導性の高い材料であれば特に限定されない。
図4は、ヘッドランプ1を自動車(車両)10の前照灯に適用した場合の、ヘッドランプ1の配設方向を示す概念図である。図4に示すように、ヘッドランプ1は、パラボラミラー5が鉛直下側に位置するように自動車10のヘッドに配設されてもよい。この配設方法では、上述のパラボラミラー5の投光特性により、自動車10の正面が明るく照らされるとともに、自動車10の前方下側も適度に照らしている。
本発明の発光装置は、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。本発明の照明装置の一例として、ダウンライトを挙げることができる。ダウンライトは、家屋、乗物などの構造物の天井に設置される照明装置である。その他にも、本発明の照明装置は、車両以外の移動物体(例えば、人間・船舶・航空機・潜水艇・ロケットなど)のヘッドランプとして実現されてもよいし、サーチライト、プロジェクタ、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。
次に本発明のより具体的な実施例を図5等に基づいて説明する。なお、上述の実施形態における部材と同様の部材には同様の符号を付し、その説明を省略する。また、ここに記載された材質、形状、および各種の数値は、あくまで一例であり、本発明を限定するものではない。
図5は、本発明の一参考例に係る発光部4a及びヒートシンク7aを示す概略図であり、図5(a)は平面図を、図5(b)は側面図を示す。
発光部4の封止材は、ガラス(熱伝導率:1Wm−1K−1)以外にも、AlN(熱伝導率:250Wm−1K−1)、サファイア(熱伝導率:27.21Wm−1K−1)、TiO2(熱伝導率:11.7Wm−1K−1)、ジルコニア(熱伝導率:22.7Wm−1K−1)などを用いてよい。ただし、発光部4の封止材として使用される無機材料の中でガラスの熱伝導率が最も低いため、発熱を抑制するうえでガラスの厚み条件が最も厳しくなる。そのため、封止材としてガラスを用いたときの条件範囲は、他の無機材料を封止材として用いたときの条件範囲を満たすことができる。
次に、励起パワー密度(W/mm2)と発光部4の最高温度(℃)との関係を図8により説明する。図8は、発光部4の厚さ、及び蛍光体濃度を変化させたときの、励起パワー密度(W/mm2)と発光部4の最高温度(℃)との関係を示す図である。このとき、封止材としてガラスが使用されている。また、図中の凡例「厚み1mm」、「厚み0.1mm」はそれぞれ、レーザ光の照射方向における発光部4の厚みを1mmおよび0.1mmとして設定したときのデータに該当する。なお、厚み1mmおよび0.1mmの蛍光体はともにレーザ光を透過させず、レーザ光の全てが蛍光体へ入射する。
図10は、本発明の一参考例に係る発光部4b及びヒートシンク7bを示す概略図であり、図10(a)は平面図を、図10(b)は側面図を示す。
図11は、本発明の一参考例に係る発光部4c及びヒートシンク7cを示す概略図であり、図11(a)は平面図を、図11(b)は側面図を示す。
図12は、本発明の一参考例に係る発光部4d及びヒートシンク7dを示す概略図であり、図12(a)は平面図を、図12(b)は側面図を示す。
図13は、本発明の一参考例に係る発光部4e及びヒートシンク7eを示す概略図であり、図13(a)は平面図を、図13(b)は側面図を示す。
図14は、本発明の一参考例に係る発光部4f及びヒートシンク7fを示す概略図であり、図14(a)は平面図を、図14(b)は側面図を示す。
図15は、本発明の一参考例に係る発光部4g及びヒートシンク7gを示す概略図であり、図15(a)は平面図を、図15(b)は側面図を示す。
図16は、本発明の一実施例に係る発光部4h及びヒートシンク7h(第1部材、第2部材)を示す概略図であり、図16(a)は平面図を、図16(b)は側面図を示す。
図17は、本発明の一実施例に係る発光部4i及びヒートシンク7i(第2部材)、ヒートシンク7j(第1部材)を示す概略図であり、図17(a)は平面図を、図17(b)は側面図を示す。
以下、本実施の形態によって得られる効果を説明する。
車両用前照灯は、反射曲面が鉛直下側に位置するように自動車10に配設されていることを特徴としている。
〔その他〕
熱伝導率20Wm−1K−1以上の材料からなるヒートシンクに、熱伝導率1m−1K−1以上の封止材と蛍光体からなる発光部が貼り付けられており、ヒートシンクから0.2mm以内の領域にのみ発光部が存在する構成であってよい。
励起密度0.94W/mm2〜3.1W/mm2の場合に、蛍光体を含む発光部温度が300℃以下になることを特徴とする。
上記放熱部は、少なくとも上記接触面が、上記発光部が発する蛍光を反射する高反射性材料で形成されていることが好ましい。
なお、本発明に係る発光装置は、以下のように構成されていてもよい。
励起光を出射する励起光源と、
上記励起光源から出射された励起光を受けて蛍光を発する発光部とを備え、
上記発光部は、上記励起光が照射される照射面、上記照射面に対向する対向面、および上記照射面と上記対向面とに隣接する側面を有し、
上記照射面および上記対向面の少なくとも何れか一方、および上記側面は、上記発光部とは異なる材料を含む部材に当接しており、
上記照射面および上記対向面のうち、上記部材に当接している面から、上記発光部に生じる熱が放熱され、
上記発光部内の任意の位置から上記部材までの距離は0.2mm以下であることを特徴とする発光装置。
<2>
上記対向面に当接している上記部材は、上記発光部が発する蛍光を上記照射面側へ反射する高反射性材料で形成されており、
上記発光部から発せられる蛍光は、主に上記照射面から出射されることを特徴とする<1>に記載の発光装置。
<3>
上記部材は、金属材料であることを特徴とする<1>または<2>に記載の発光装置。
<4>
上記部材は、上記発光部が発する蛍光を反射する高反射性材料で形成されていることを特徴とする<1>に記載の発光装置。
<5>
上記部材は、上記励起光および上記発光部が発する蛍光を透過する透明材料により形成されていることを特徴とする<1>に記載の発光装置。
<6>
上記励起光が照射されることで上記発光部に生じる熱を放熱させる、上記部材とは異なる第2の部材を備え、
上記照射面に上記部材および上記第2の部材の一方が当接し、上記対向面に上記部材および上記第2の部材の他方が当接することを特徴とする<1>から<5>のいずれかに記載の発光装置。
<7>
上記発光部が複数存在し、
複数の上記発光部の側面それぞれに上記部材が当接することを特徴とする<1>から<6>の何れかに記載の発光装置。
<8>
上記発光部は、蛍光体粒子と、無機材料からなる封止材料とを含むことを特徴とする<1>から<7>の何れかに記載の発光装置。
<9>
<1>から<8>の何れかの発光装置を含むことを特徴とする照明装置。
2 レーザ素子(励起光源)
3 レンズ
4、4a〜4i 発光部
5 パラボラミラー(反射鏡)
5a 符号
5b 開口部
6 窓部
7、7a〜7j ヒートシンク(放熱部)
10 自動車(車両)
25 針(熱伝導性部材)
26 ワイヤ(熱伝導性部材)
70、70a〜70j 接触面
Claims (6)
- 励起光を出射する励起光源と、
上記励起光源から出射された励起光を受けて蛍光を発する発光部とを備え、
上記発光部は、上記蛍光を出射する出射面を有し、
上記発光部の上記出射面は、上記出射面から出射する上記蛍光を透過する透明な第1部材と接しており、上記蛍光は該第1部材を通して出射され、
上記発光部の、上記出射面と対向する面は、上記発光部よりも高い熱伝導率を有する第2部材と接していることを特徴とする発光装置。 - 上記第1部材は、TiO2を含むことを特徴とする請求項1に記載の発光装置。
- 上記第2部材は、上記発光部が発する蛍光を反射する高反射性材料で形成されていることを特徴とする請求項1または2に記載の発光装置。
- 上記第2部材は、上記励起光および上記発光部が発する蛍光を透過する透明な材料により形成されていることを特徴とする請求項1または2に記載の発光装置。
- 上記発光部は、蛍光体粒子と、無機材料からなる封止材料とを含む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。
- 請求項1から5の何れか1項の発光装置を含むことを特徴とする照明装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015121553A JP6250594B2 (ja) | 2015-06-16 | 2015-06-16 | 発光装置、および照明装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015121553A JP6250594B2 (ja) | 2015-06-16 | 2015-06-16 | 発光装置、および照明装置 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013223510A Division JP2014060164A (ja) | 2013-10-28 | 2013-10-28 | 発光装置、および照明装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2015213076A true JP2015213076A (ja) | 2015-11-26 |
JP6250594B2 JP6250594B2 (ja) | 2017-12-20 |
Family
ID=54697215
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015121553A Active JP6250594B2 (ja) | 2015-06-16 | 2015-06-16 | 発光装置、および照明装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6250594B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2019057493A (ja) * | 2017-09-19 | 2019-04-11 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 照明装置、及び投写型映像表示装置 |
US10612762B2 (en) | 2016-03-29 | 2020-04-07 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Wavelength conversion member, manufacturing method therefor, and light-emitting device |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004006204A (ja) * | 2001-12-27 | 2004-01-08 | Toshiba Lighting & Technology Corp | 電球形蛍光ランプおよび照明器具 |
JP2007016171A (ja) * | 2005-07-08 | 2007-01-25 | Sharp Corp | 波長変換部材、発光装置及び波長変換部材の製造方法 |
JP2007027688A (ja) * | 2005-06-13 | 2007-02-01 | Nichia Chem Ind Ltd | 発光装置 |
JP2010086815A (ja) * | 2008-09-30 | 2010-04-15 | Casio Computer Co Ltd | 発光装置及び光源装置並びにこの光源装置を用いたプロジェクタ |
WO2010116305A1 (en) * | 2009-04-09 | 2010-10-14 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Lamp for laser applications |
JP2012098438A (ja) * | 2010-11-01 | 2012-05-24 | Seiko Epson Corp | 波長変換素子、光源装置及びプロジェクター |
-
2015
- 2015-06-16 JP JP2015121553A patent/JP6250594B2/ja active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004006204A (ja) * | 2001-12-27 | 2004-01-08 | Toshiba Lighting & Technology Corp | 電球形蛍光ランプおよび照明器具 |
JP2007027688A (ja) * | 2005-06-13 | 2007-02-01 | Nichia Chem Ind Ltd | 発光装置 |
JP2007016171A (ja) * | 2005-07-08 | 2007-01-25 | Sharp Corp | 波長変換部材、発光装置及び波長変換部材の製造方法 |
JP2010086815A (ja) * | 2008-09-30 | 2010-04-15 | Casio Computer Co Ltd | 発光装置及び光源装置並びにこの光源装置を用いたプロジェクタ |
WO2010116305A1 (en) * | 2009-04-09 | 2010-10-14 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Lamp for laser applications |
JP2012098438A (ja) * | 2010-11-01 | 2012-05-24 | Seiko Epson Corp | 波長変換素子、光源装置及びプロジェクター |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10612762B2 (en) | 2016-03-29 | 2020-04-07 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Wavelength conversion member, manufacturing method therefor, and light-emitting device |
JP2019057493A (ja) * | 2017-09-19 | 2019-04-11 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 照明装置、及び投写型映像表示装置 |
JP7261951B2 (ja) | 2017-09-19 | 2023-04-21 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 照明装置、及び投写型映像表示装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6250594B2 (ja) | 2017-12-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2012119193A (ja) | 発光装置、車両用前照灯、照明装置、及び車両 | |
JP5589007B2 (ja) | 発光装置、照明装置および車両用前照灯 | |
JP5788194B2 (ja) | 発光装置、照明装置、及び車両用前照灯 | |
JP5487077B2 (ja) | 発光装置、車両用前照灯および照明装置 | |
JP6067629B2 (ja) | 発光装置、照明装置および車両用前照灯 | |
JP5028466B2 (ja) | 車用ヘッドライト | |
JP6045571B2 (ja) | 熱伝導体を有する発光モジュール、ランプ及び照明器具 | |
JP5090549B2 (ja) | 焼結発光体、発光装置、照明装置、車両用前照灯、及び焼結発光体の作製方法 | |
JP2012109201A (ja) | 発光装置、車両用前照灯、照明装置およびレーザ素子 | |
JP2014060164A (ja) | 発光装置、および照明装置 | |
JP2012109220A (ja) | 発光装置、照明装置、車両用前照灯および車両 | |
JP6161877B2 (ja) | 発光装置、車両用前照灯および照明装置 | |
JP5285038B2 (ja) | 投光構造体および照明装置 | |
JP2013026162A (ja) | 照明装置、および車両用前照灯 | |
JP2007035426A (ja) | 照明器具 | |
JP5059166B2 (ja) | 発光装置、照明装置および車両用前照灯 | |
JP2012221634A (ja) | 照明装置及び前照灯 | |
JP6250594B2 (ja) | 発光装置、および照明装置 | |
JP6109521B2 (ja) | 発光装置、車両用前照灯、照明装置及びプロジェクタ | |
JP5840179B2 (ja) | 発光装置 | |
JP5797045B2 (ja) | 発光装置、車両用前照灯および照明装置 | |
JP2012204072A (ja) | 発光装置、照明装置および車両用前照灯 | |
JP5842041B2 (ja) | 発光装置 | |
JP2012221635A (ja) | 発光装置、照明装置、及び車両用前照灯 | |
JP6305967B2 (ja) | 発光装置、照明装置および車両用前照灯 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20160216 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20160406 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20160927 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20161122 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20170404 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20170516 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20171024 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20171122 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6250594 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |