JP2017068923A - 光源モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】光源モジュールにおける蛍光体の放熱性を向上させる技術を提供する。
【解決手段】光源モジュール１００は、光源１０２と、光源１０２の光で励起されて発光する蛍光体１０８を含有し、光入射面１１０ａ、内面反射面１１０ｂ及び光出射面１１０ｃを有する光波長変換部材１０４と、光波長変換部材１０４を支持し且つ放熱する放熱部材１０６と、を備える。光波長変換部材１０４は、光入射面１１０ａから入射した光源１０２の光が内面反射面１１０ｂで反射されて光出射面１１０ｃに導かれる導光経路を有する。蛍光体１０８は、導光経路上に配置されて光源の光の少なくとも一部を波長変換して波長変換光を生成する。波長変換光は、光出射面１１０ｃから出射される。
【選択図】図２

Description

本発明は光源モジュールに関する。

従来、レーザ光を出射するレーザ光源とレーザ光を受けて発光する蛍光体とを備える光源モジュールが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１１−１２９３７６号公報

蛍光体は、レーザ光を受けて発光する際に発熱する。このため、蛍光体を放熱する必要がある。蛍光体の放熱性の点で、従来の光源モジュールには改善の余地があった。

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、光源モジュールにおける蛍光体の放熱性を向上させる技術を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様の光源モジュールは、光源と、光源から出射される光で励起されて光源の光とは異なる波長の光を発する蛍光体を含有し、光入射面、内面反射面及び光出射面を有する光波長変換部材と、光波長変換部材を支持し、且つ放熱する放熱部材と、を備える。光波長変換部材は、光入射面から入射した光源の光が内面反射面で反射されて光出射面に導かれる導光経路を有する。蛍光体は、導光経路上に配置されて光源の光の少なくとも一部を波長変換して波長変換光を生成する。波長変換光は、光出射面から出射される。この態様によれば、光源モジュールにおける蛍光体の放熱性を向上させることができる。

上記態様において、内面反射面は、第１反射面と第２反射面とを含み、第１反射面は、光入射面から入射した光源の光を第２反射面に向けて反射し、第２反射面は、第１反射面で反射された光源の光を光出射面に向けて反射してもよい。この態様によっても光源モジュールにおける蛍光体の放熱性を向上させることができる。また上記態様において、第２反射面は、光入射面に比べて表面粗さが大きくてもよい。この態様によれば、光出射面に向かう光をより拡散させることができる。

上記いずれかの態様において、蛍光体は、層状であって一方の主表面が第２反射面を構成し、放熱部材は、蛍光体の他方の主表面に当接し、第１反射面で反射された光源の光は、第２反射面において波長変換されてもよい。この態様によれば、蛍光体の放熱性をより向上させることができる。

また、上記いずれかの態様において、光源は、第１光源と第２光源とを含み、光入射面は、第１光源から出射される光が入射する第１光入射面と、第１光入射面と非平行に配置され、第２光源から出射される光が入射する第２光入射面とを含み、第１光入射面から入射する第１光源の光と、第２光入射面から入射する第２光源の光とは、それぞれ第１反射面で反射されて第２反射面上に集光されてもよい。また、上記いずれかの態様において、複数の前記光源を備え、光波長変換部材は、互いに背向する２つの主表面と、２つの主表面をつなぐ側面とを有し、側面は、第１焦点と第２焦点とを有する楕円の一部を基調とした曲面部と、第１焦点を通る平面部とを含み、２つの主表面のうち一方が第２反射面を構成し、他方が光出射面を構成し、曲面部が第１反射面を構成し、平面部が光入射面を構成し、第２焦点は、光出射面の法線方向から見て第２反射面と重なり、複数の光源は、光出射面の法線方向から見て第１焦点に向けて光源の光を出射してもよい。これらの態様によれば、光波長変換部材から出射される光の輝度を高めることができる。

本発明によれば、光源モジュールにおける蛍光体の放熱性を向上させることができる。

実施の形態１に係る光源モジュールを含む車両用灯具の概略構造を示す断面図である。 図２（Ａ）は、光源モジュールの光波長変換部材とその近傍を示す斜視図である。図２（Ｂ）は、図２（Ａ）のＡ−Ａ線に沿った断面図である。 実施の形態２に係る光源モジュールの概略構造を示す斜視図である。 実施の形態３に係る光源モジュールが備える光波長変換部材及び放熱部材の概略構造を示す断面図である。 図５（Ａ）は、実施の形態４に係る光源モジュールが備える光源及び光波長変換部材の概略構造を示す平面図である。図５（Ｂ）は、実施の形態４に係る光源モジュールが備える光波長変換部材の概略構造を示す斜視図である。図５（Ｃ）は、実施の形態４に係る光源モジュールが備える光波長変換部材における光の進行を模式的に示す平面図である。 図６（Ａ）は、実施の形態５に係る光源モジュールが備える光源及び光波長変換部材の概略構造を示す平面図である。図６（Ｂ）は、実施の形態５に係る光源モジュールが備える光波長変換部材の概略構造を示す斜視図である。図６（Ｃ）は、実施の形態５に係る光源モジュールが備える光波長変換部材における光の進行を模式的に示す平面図である。

以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。各図面における部材の寸法は、理解を容易にするために適宜拡大、縮小して示される。また、各図面において実施の形態を説明する上で重要ではない部材の一部は省略する。

（実施の形態１）
図１は、実施の形態１に係る光源モジュールを含む車両用灯具の概略構造を示す断面図である。車両用灯具１は、例えば車両の前照灯として用いられる。車両用灯具１は、車体前部の左右両側にそれぞれ配置される。本実施の形態では車体前方から見て一方の側に位置する車両用灯具１について説明する。他方の側の車両用灯具１も基本的に同様の構成を有する。

車両用灯具１は、ランプボディ１２、透光カバー１４、灯具ユニット１６、エクステンションリフレクタ１８を備える。ランプボディ１２は、灯具前方側に開口部を有する箱体である。透光カバー１４は、透光性を有する樹脂またはガラスによって形成される。透光カバー１４は、ランプボディ１２の開口部を覆うようにランプボディ１２に取り付けられる。

灯具ユニット１６は、ランプボディ１２と透光カバー１４とによって形成される灯室２０内に配置される。灯具ユニット１６は、いわゆるプロジェクタ型の光学ユニットである。灯具ユニット１６は、主表面が灯具前後方向を向くよう配置された板状の金属製支持部材２２に取り付けられる。金属製支持部材２２は、エイミングスクリュー２４によってランプボディ１２に傾動自在に支持される。エイミングスクリュー２４が回転すると金属製支持部材２２が傾動し、それに伴って灯具ユニット１６が傾動する。これにより、灯具ユニット１６の光軸Ｏを水平方向及び鉛直方向に調整できる。

エクステンションリフレクタ１８は、ランプボディ１２と同様に灯室２０内に配置される。エクステンションリフレクタ１８は、ランプボディ１２の開口部と灯具ユニット１６の外周との間の領域を覆うように配置される。これにより、車両用灯具１の内部構造を隠すことができる。

灯具ユニット１６は、光源モジュール１００、リフレクタ２６、レンズホルダ２８、投影レンズ３０を備える。

光源モジュール１００は、光源１０２と、光波長変換部材１０４と、放熱部材１０６とを備える。本実施の形態に係る光源モジュール１００は、光源１０２が照射する光により光波長変換部材１０４が励起され、これにより生成される非コヒーレント光を照射する構成を備える。例えば、光源１０２はレーザ光Ｌを出射する。光波長変換部材１０４は、光源１０２のレーザ光Ｌで励起されて発光する蛍光体を含有する。光波長変換部材１０４からは白色光Ｗが出射される。白色光Ｗは、リフレクタ２６に向けて進行する。

光源１０２及び光波長変換部材１０４は、放熱部材１０６に搭載される。放熱部材１０６は、例えばアルミニウム等の金属材料で形成された略板状の部材である。放熱部材１０６は、灯具後方側の端部が金属製支持部材２２の主表面に接続され、金属製支持部材２２から灯具前方側に突出する。本実施の形態では、金属製支持部材２２と放熱部材１０６とは一体的に形成されている。光源１０２と光波長変換部材１０４とは、光源１０２が灯具後方側、光波長変換部材１０４が灯具前方側に配置されて、放熱部材１０６の主表面に搭載される。光源１０２から出射されるレーザ光Ｌは、放熱部材１０６の主表面に対して平行に進行し、光波長変換部材１０４に入射される。光源１０２及び光波長変換部材１０４で発生する熱は、放熱部材１０６を介して放熱される。

リフレクタ２６は、略ドーム状の部材であり、光波長変換部材１０４の光出射面と対向するように配置される。リフレクタ２６は、回転楕円面を基調とした反射面２６ａを内側に有する。反射面２６ａは、第１焦点と、第１焦点よりも灯具前方側に位置する第２焦点とを有する。リフレクタ２６は、反射面２６ａの第１焦点が光波長変換部材１０４の光出射面と略一致するように、光波長変換部材１０４との位置関係が定められている。

レンズホルダ２８は、例えばアルミニウム等の金属材料で形成され、灯具前後方向に延在する部材である。レンズホルダ２８の灯具後方側は、放熱部材１０６の灯具前方側に固定される。レンズホルダ２８の灯具前方側の端部には、投影レンズ３０が固定される。レンズホルダ２８は、放熱部材１０６の主表面に接する平面部２８ａと、放熱部材１０６の前端面に接する鉛直面部２８ｂとを有する。平面部２８ａと鉛直面部２８ｂとがなす稜線２８ｆは、反射面２６ａの第２焦点近傍に位置する。

投影レンズ３０は、前方側表面が凸面で後方側表面が平面の平凸非球面レンズである。投影レンズ３０は、その後方焦点を含む後方焦点面上に形成される光源像を、反転像として灯具前方の仮想鉛直スクリーン上に投影する。投影レンズ３０は、その後方焦点が灯具ユニット１６の光軸Ｏ上、且つ反射面２６ａの第２焦点近傍に位置するように配置される。

光波長変換部材１０４から出射される白色光Ｗは、リフレクタ２６の反射面２６ａで反射されて反射面２６ａの第２焦点、すなわち稜線２８ｆの近傍を通って投影レンズ３０に入射する。投影レンズ３０に入射した光は、投影レンズ３０から略平行な光として灯具前方に照射される。反射面２６ａで反射された白色光Ｗの一部は、平面部２８ａで反射される。すなわち、稜線２８ｆを境界線として、白色光Ｗが選択的にカットされる。これにより、稜線２８ｆの形状に対応するカットオフラインを有する配光パターンが車両前方に投影される。つまり、平面部２８ａ、鉛直面部２８ｂ及び稜線２８ｆはシェードとして機能する。

続いて、光源モジュール１００の構造について詳細に説明する。図２（Ａ）は、光源モジュール１００の光波長変換部材１０４とその近傍を示す斜視図である。図２（Ｂ）は、図２（Ａ）のＡ−Ａ線に沿った断面図である。

光源モジュール１００は、光源１０２と、光波長変換部材１０４と、放熱部材１０６とを備える。光源１０２は例えば、レーザ光Ｌを出射するレーザダイオード（半導体レーザ）で構成される。光源１０２を構成するレーザダイオードの構造は従来公知であるため、その詳細な説明は省略する。なお、光源１０２は、固体レーザ、ガスレーザ等のレーザ装置で構成されてもよい。光源１０２は、光波長変換部材１０４に向けてレーザ光Ｌを出射する。なお、光源１０２と光波長変換部材１０４との間には、図示しない集光レンズが設けられてもよい。

光波長変換部材１０４は、蛍光体１０８と、導光体１１０と、反射膜１１２と、基板１１４と、バンドパスフィルタ１１６とを有する。

蛍光体１０８は、光源１０２から出射されるレーザ光Ｌで励起されてレーザ光Ｌとは異なる波長の光を発する。本実施の形態では、光源１０２が青色のレーザ光Ｌを光波長変換部材１０４に向けて出射する。レーザ光Ｌが光波長変換部材１０４に入射すると、蛍光体１０８がレーザ光Ｌの一部を吸収して波長変換し、波長変換光として黄色の光を生成する。蛍光体が発する黄色の光と、蛍光体に吸収されなかった青色のレーザ光Ｌとは、混色されて白色光Ｗとなる。このため、光波長変換部材１０４からは、白色光Ｗが出射される。

蛍光体１０８は、導光体１１０によって支持される。導光体１１０は、例えばガラスやアルミナ等の透光性を有する材料で構成される。本実施の形態では、導光体１１０中に粉状の蛍光体１０８が均一に分散している。なお、蛍光体１０８は、ＹＡＧ（Yttrium Alminum Garnet）粉末等を用いて作成されたセラミック素地を焼結することにより得られる、いわゆる発光セラミック、または蛍光セラミックであってもよい。この場合、導光体１１０は省略される。

導光体１１０は、光入射面１１０ａ、内面反射面１１０ｂ及び光出射面１１０ｃを有する。光源１０２から出射されるレーザ光Ｌは、光入射面１１０ａから導光体１１０内に入射される。光入射面１１０ａには、バンドパスフィルタ１１６が固定されている。バンドパスフィルタ１１６は、光源１０２からのレーザ光Ｌを透過する。また、バンドパスフィルタ１１６は、蛍光体１０８が発する黄色の光を反射する。これにより、蛍光体１０８が発する光の利用効率を高めることができる。バンドパスフィルタ１１６は、本実施の形態では光入射面１１０ａに接触しているが、光入射面１１０ａに非接触であってもよい。バンドパスフィルタ１１６と光入射面１１０ａとを非接触とする場合、光入射面１１０ａからの漏光を抑制するために両者の距離を極力小さくすることが好ましい。基板１１４は、バンドパスフィルタ１１６を形成する過程で支持基板として機能する。バンドパスフィルタ１１６は基板１１４上に積層形成され、基板１１４上に積層された状態で光入射面１１０ａに固定される。基板１１４は、ガラスなどのレーザ光Ｌを透過する材料で構成される。なお、バンドパスフィルタ１１６は、光入射面１１０ａに直接蒸着する等の方法によって光入射面１１０ａ上に設けられてもよい。この場合、基板１１４は省略される。

内面反射面１１０ｂは、光入射面１１０ａから入射したレーザ光Ｌを光出射面１１０ｃに導くための反射面である。本実施の形態では、内面反射面１１０ｂは、第１反射面１１０ｂ１と第２反射面１１０ｂ２とを含む。第１反射面１１０ｂ１は、光入射面１１０ａから入射したレーザ光Ｌを第２反射面１１０ｂ２に向けて反射する。第２反射面１１０ｂ２は、第１反射面１１０ｂ１で反射されたレーザ光Ｌを光出射面１１０ｃに向けて反射する。

第２反射面１１０ｂ２は、光入射面１１０ａに比べて表面粗さが大きい。これにより、レーザ光Ｌをより拡散させながら光出射面１１０ｃに向けて反射することができる。この結果、青色のレーザ光Ｌと、蛍光体１０８が生成する黄色の波長変換光とがより混色しやすくなり、より均質な白色光Ｗを形成することができる。なお、導光体１１０には光を拡散させるためのフィラーが混合されてもよい。

具体的には、導光体１１０は四角錐台形状であって、互いに平行な上底面及び下底面と４つの側面とを有する。３つの側面は、上底面及び下底面に対して垂直である。残り１つの側面は、下底面から上底面に近づくにつれて導光体１１０の中心に近づくように斜めに傾いている。すなわち、この側面は、下底面に被さるように傾いている。

この傾斜した側面に背向する側面が光入射面１１０ａを構成し、当該側面はバンドパスフィルタ１１６で覆われる。また、傾斜した側面は反射膜１１２で覆われる。反射膜１１２は、レーザ光Ｌ及び波長変換光を反射する膜である。これにより、傾斜した側面が第１反射面１１０ｂ１を構成する。反射膜１１２は、傾斜した側面に加えて、傾斜した側面に接続される残り２つの側面も被覆する。これにより、レーザ光Ｌ及び波長変換光の利用効率を高めることができる。反射膜１１２は、従来公知の反射材を導光体１１０の表面に塗布、めっき、蒸着する等して形成することができる。

また、光波長変換部材１０４が放熱部材１０６に搭載された状態で、導光体１１０の下底面が放熱部材１０６に接する。したがって、下底面は放熱部材１０６で覆われる。これにより、下底面が第２反射面１１０ｂ２を構成する。そして、下底面に背向する上底面が光出射面１１０ｃを構成する。したがって、光入射面１１０ａと光出射面１１０ｃとは、互いに交わるように配置される。

光波長変換部材１０４の内部には、光入射面１１０ａから入射したレーザ光Ｌが内面反射面１１０ｂ（より詳しくは第１反射面１１０ｂ１及び第２反射面１１０ｂ２）で反射されて光出射面１１０ｃに導かれる導光経路が含まれる。蛍光体１０８は、導光経路上に配置されて、導光経路を通るレーザ光Ｌの一部を波長変換する。蛍光体１０８によって生成される波長変換光は、レーザ光Ｌとともに導光経路を通って光出射面１１０ｃから出射される。なお、蛍光体１０８が上述した蛍光セラミックで構成される場合は、蛍光体１０８が光入射面と、内面反射面と、光出射面とを有する。

放熱部材１０６は、光波長変換部材１０４を支持するとともに、蛍光体１０８がレーザ光Ｌを波長変換する際に発する熱を放熱する。また、放熱部材１０６は、光源１０２も支持し、光源１０２が発する熱も放熱する。これにより、光波長変換部材１０４及び光源１０２の温度上昇を抑制することができる。

以上説明したように、本実施の形態に係る光源モジュール１００は、光源１０２と、蛍光体１０８を含有する光波長変換部材１０４と、放熱部材１０６とを備える。光波長変換部材１０４は、光入射面１１０ａから光源１０２のレーザ光Ｌが入射し、レーザ光Ｌが内面反射面１１０ｂで反射されて光出射面１１０ｃに導かれる導光経路を有する。蛍光体１０８は導光経路上に配置され、レーザ光Ｌの一部が波長変換されて波長変換光が生成される。光出射面１１０ｃからは、レーザ光Ｌと波長変換光とが混色されてなる白色光Ｗが出射される。

光入射面と光出射面とが背向する光波長変換部材を有する従来の光源モジュールでは、光入射面及び光出射面に対して直交する光波長変換部材の側面に、放熱部材を接触させる必要があった。この場合、光波長変換部材と放熱部材との接触面積を増やすためには、光波長変換部材の側面を大きくする必要がある。しかしながら、光波長変換部材の側面を大きくすると、光入射面及び光出射面と交わる方向（例えば光出射面の法線方向）で、光波長変換部材の寸法が大きくなる。この寸法の大型化によって、光波長変換部材中の各蛍光体から光出射面までの距離が遠くなる。言い換えれば、光出射面から遠い位置にある蛍光体の量が増加する。この結果、光波長変換部材の光出射効率が低下し、ひいては光源モジュールの光利用率が低下する。

これに対し、本実施の形態の光源モジュール１００では、光波長変換部材１０４が内面反射面１１０ｂを有する。このため、光入射面１１０ａと光出射面１１０ｃとを交わるように配置することができる。したがって、光出射面１１０ｃに背向する面（すなわち第２反射面１１０ｂ２）に放熱部材１０６を当接させることができる。この場合、光波長変換部材１０４と放熱部材１０６との接触面積を増やすために第２反射面１１０ｂ２の面積を大きくしても、光出射面１１０ｃの法線方向における光波長変換部材１０４の寸法が大きくなることを回避することができる。したがって、光出射面から遠い位置にある蛍光体を増やすことなく、光波長変換部材１０４と放熱部材１０６との接触面積を増やすことができる。よって、光源モジュール１００における蛍光体１０８の放熱性を向上させることができる。また、蛍光体１０８の放熱性向上と、光源モジュール１００の光利用効率との両立を図ることができる。

また、本実施の形態では光入射面１１０ａと光出射面１１０ｃとは互いに垂直である。すなわち、光波長変換部材１０４へのレーザ光Ｌの入射角度と、光波長変換部材１０４からの白色光Ｗの出射角度とは９０°ずれている。このため、入射角度と出射角度とが平行である従来の光源モジュールに比べて、光源モジュール１００の薄型化が可能である。したがって、光源モジュール１００を搭載する車両用灯具１の薄型化に貢献できる。

また、第１反射面１１０ｂ１は、第２反射面１１０ｂ２に被さるように傾いている。したがって、光出射面１１０ｃの面積を第２反射面１１０ｂ２よりも小さくすることができる。これにより、発光面積を小さくして光波長変換部材１０４から出射される白色光Ｗの輝度を高めることができる。

（実施の形態２）
実施の形態２に係る光源モジュールは、光源を複数備える点を除いて、実施の形態１に係る光源モジュール１００の構成と共通する。以下、実施の形態２に係る光源モジュールについて、実施の形態１と異なる構成を中心に説明し、共通する構成については簡単に説明するか、あるいは説明を省略する。

図３は、実施の形態２に係る光源モジュールの概略構造を示す斜視図である。本実施の形態に係る光源モジュール２００は、複数の光源１０２と、光波長変換部材１０４と、放熱部材１０６と、集光レンズ２１８とを備える。複数の光源１０２は、放熱部材１０６の主表面上に載置される。本実施の形態では、各光源１０２のレーザ光Ｌの出射方向が平行になるように、各光源１０２の姿勢が定められている。

集光レンズ２１８は、各光源１０２のレーザ光Ｌの経路上に配置される。集光レンズ２１８は、放熱部材１０６に固定される。各光源１０２から出射されるレーザ光Ｌは、共用の集光レンズ２１８によってそれぞれ平行光に変換されるとともに集光されて、光波長変換部材１０４に入射する。光波長変換部材１０４に入射したレーザ光Ｌは、光波長変換部材１０４内の導光経路を進行する過程で一部が蛍光体１０８（図２（Ｂ）参照）によって波長変換される。そして、レーザ光Ｌと波長変換光とが混色されて、光波長変換部材１０４から白色光Ｗが出射される。

なお、複数の光源１０２は、光波長変換部材１０４を中心として放射状に広がるように配置されてもよい。この場合、各光源１０２は、レーザ光Ｌの出射方向が光波長変換部材１０４を向くように姿勢が定められる。光源モジュール２００は、複数の集光レンズ２１８を備え、各集光レンズ２１８は各光源１０２と光波長変換部材１０４との間に配置される。各集光レンズ２１８は、光波長変換部材１０４に向かうレーザ光Ｌを平行光に変換する。複数の光源１０２を放射状に配置することで、隣り合う光源１０２間の距離を離すことができ、光源１０２の放熱性を向上させることができる。

本実施の形態に係る光源モジュール２００は、複数の光源１０２を備える。このため、光波長変換部材１０４から出射される白色光Ｗの輝度を高めることができる。また、複数の光源１０２は、放熱部材１０６の主表面上に載置される。このため、各光源１０２の放熱性を確保することができる。また、光源数の増加によって光源モジュール２００の厚みが大きくなることを抑制することができる。

（実施の形態３）
実施の形態３に係る光源モジュールは、光波長変換部材１０４の構造が異なる点を除いて、実施の形態１に係る光源モジュール１００の構成と共通する。以下、実施の形態３に係る光源モジュールについて、実施の形態１と異なる構成を中心に説明し、共通する構成については簡単に説明するか、あるいは説明を省略する。

図４は、実施の形態３に係る光源モジュールが備える光波長変換部材及び放熱部材の概略構造を示す断面図である。本実施の形態に係る光源モジュール３００は、光源１０２（図２（Ａ）参照）と、光波長変換部材３０４と、放熱部材１０６とを備える。

光波長変換部材３０４は、蛍光体３０８と、導光体３１０と、反射膜１１２と、基板１１４と、バンドパスフィルタ１１６とを有する。導光体３１０は略四角錐台形状であって、斜めに傾いた側面に反射膜１１２が設けられて、この側面が第１反射面３１０ｂ１を構成する。また、傾斜した側面に背向する側面が光入射面３１０ａを構成する。この側面には、バンドパスフィルタ１１６及び基板１１４が設けられる。

また、蛍光体３０８は、層状であって一方の主表面が導光体３１０の下底面と接するように配置される。これにより、導光体３１０の下底面、言い換えれば蛍光体３０８の一方の主表面が、第２反射面３１０ｂ２を構成する。したがって、蛍光体３０８は、光波長変換部材３０４が有する導光経路における第２反射面３１０ｂ２の位置に配置される。蛍光体３０８の他方の主表面（すなわち導光体３１０に接する主表面に背向する主表面）には、放熱部材１０６が当接する。導光体３１０の上底面は、光出射面３１０ｃを構成する。

光源１０２から出射されるレーザ光Ｌは、基板１１４及びバンドパスフィルタ１１６を介して光入射面３１０ａから導光体３１０内に入射する。導光体３１０に入射したレーザ光Ｌは、ほぼ拡散することなく第１反射面３１０ｂ１まで進行し、第１反射面３１０ｂ１によって第２反射面３１０ｂ２に向けて反射される。第１反射面３１０ｂ１で反射されたレーザ光Ｌは、第２反射面３１０ｂ２において蛍光体３０８により一部が波長変換される。また、レーザ光Ｌは、第２反射面３１０ｂ２において拡散反射される。蛍光体３０８によって生成される波長変換光とレーザ光Ｌとが混色されて白色光Ｗとなり、光出射面３１０ｃから出射される。

層状の蛍光体３０８の形成方法としては、例えば以下の方法を挙げることができる。すなわち、導光体３１０を形成する際に、蛍光体粉末を導光体３１０中に沈降させることで、層状の蛍光体３０８を形成することができる。あるいは、導光体３１０の下底面に蛍光体粉末を焼結させることで、層状の蛍光体３０８を形成することができる。

本実施の形態では、光波長変換部材３０４において蛍光体３０８が局在している。そして、この局在する蛍光体３０８に放熱部材１０６が当接している。このため、蛍光体３０８の放熱性をより向上させることができる。

（実施の形態４）
実施の形態４に係る光源モジュールは、光波長変換部材の構造が異なる点、及び光源を複数備える点を除いて、実施の形態１に係る光源モジュール１００の構成と共通する。以下、実施の形態４に係る光源モジュールについて、実施の形態１と異なる構成を中心に説明し、共通する構成については簡単に説明するか、あるいは説明を省略する。

図５（Ａ）は、実施の形態４に係る光源モジュールが備える光源及び光波長変換部材の概略構造を示す平面図である。図５（Ｂ）は、実施の形態４に係る光源モジュールが備える光波長変換部材の概略構造を示す斜視図である。図５（Ｃ）は、実施の形態４に係る光源モジュールが備える光波長変換部材における光の進行を模式的に示す平面図である。図５（Ａ）〜図５（Ｃ）では、反射膜１１２、基板１１４及びバンドパスフィルタ１１６の図示を省略している。

本実施の形態に係る光源モジュール４００は、第１光源１０２ａ及び第２光源１０２ｂと、光波長変換部材４０４と、放熱部材１０６（図２（Ａ）参照）と、集光レンズ４１８とを備える。第１光源１０２ａ及び第２光源１０２ｂは、実施の形態１の光源１０２と同様である。集光レンズ４１８は、レーザ光Ｌを平行光に変換するレンズである。

光波長変換部材４０４は、蛍光体４０８と、導光体４１０と、反射膜１１２（図２（Ｂ）参照）と、基板１１４（図２（Ｂ）参照）と、バンドパスフィルタ１１６（図２（Ｂ）参照）とを有する。

導光体４１０は略錐台形状であって、互いに背向する２つの主表面（下底面と上底面）と、２つの主表面をつなぐ側面とを有する。また、導光体４１０は、第１光入射面４１０ａ１と、第２光入射面４１０ａ２と、第１反射面４１０ｂ１と、第２反射面４１０ｂ２と、光出射面４１０ｃとを有する。実施の形態３と同様に蛍光体４０８は層状であって、一方の主表面が導光体４１０の下底面と接するように配置される。これにより、導光体４１０の下底面、言い換えれば蛍光体４０８の一方の主表面が、第２反射面４１０ｂ２を構成する。導光体４１０の上底面は、光出射面４１０ｃを構成する。

導光体４１０の側面は、略Ｕ字状の曲面部と、曲面部の一端から延びる第１平面部と、曲面部の他端から延びる第２平面部とを含む。第１平面部と第２平面部とは、それぞれの一端が曲面部の端部に接続され、それぞれの他端が互いに接続される。曲面部は、下底面に被さる方向に傾いており、第１反射面４１０ｂ１を構成する。曲面部は、楕円の一部を基調とした形状を有する。例えば、第１反射面４１０ｂ１は、光出射面４１０ｃと接する辺が第１焦点Ｆ１と第２焦点Ｆ２とを有する楕円の一部と同一形状の曲線であり、第２反射面４１０ｂ２に近づくにつれて当該曲線との相似関係を維持しながら広がる形状を有する。

第１平面部は、下底面及び上底面に対して垂直であり第１光入射面４１０ａ１を構成する。第２平面部は、下底面及び上底面に対して垂直であり第２光入射面４１０ａ２を構成する。第１光入射面４１０ａ１と第２光入射面４１０ａ２とは、非平行に配置される。

また、導光体４１０は平面視で、第１焦点Ｆ１と第２焦点Ｆ２とを通る直線Ｐを対称軸とする線対称の形状を有する。第１光入射面４１０ａ１と第２光入射面４１０ａ２とは、互いの端部が直線Ｐ上で接続されている。

第１光源１０２ａは、第１光入射面４１０ａ１と対向する位置に配置される。第２光源１０２ｂは、第２光入射面４１０ａ２と対向する位置に配置される。第１光源１０２ａと第１光入射面４１０ａ１との間、及び第２光源１０２ｂと第２光入射面４１０ａ２との間には、それぞれ集光レンズ４１８が配置される。第１光源１０２ａから出射されるレーザ光Ｌ１は、集光レンズ４１８を通過して第１光入射面４１０ａ１に入射する。第２光源１０２ｂから出射されるレーザ光Ｌ２は、集光レンズ４１８を通過して第２光入射面４１０ａ２に入射する。レーザ光Ｌ１及びレーザ光Ｌ２は、各光入射面に対して略垂直に（入射角０°で）入射する。

第１光入射面４１０ａ１から入射した第１光源１０２ａのレーザ光Ｌ１と、第２光入射面４１０ａ２から入射した第２光源１０２ｂのレーザ光Ｌ２とは、それぞれ第１反射面４１０ｂ１により第２反射面４１０ｂ２に向けて反射される。第１反射面４１０ｂ１は、上述した曲面形状を有するため、第１反射面４１０ｂ１で反射された２つのレーザ光Ｌ１，Ｌ２は、第２反射面４１０ｂ２上の所定領域Ｒに向けて進行する。したがって、レーザ光Ｌ１とレーザ光Ｌ２とは、第２反射面４１０ｂ２上に集光される。

集光されたレーザ光Ｌ１，Ｌ２の一部は、第２反射面４１０ｂ２の所定領域Ｒにおいて蛍光体４０８により波長変換される。また、レーザ光Ｌ１，Ｌ２は、第２反射面４１０ｂ２において拡散反射される。蛍光体４０８によって生成される波長変換光とレーザ光Ｌ１，Ｌ２とが混色されて白色光Ｗとなり、光出射面４１０ｃから出射される。

本実施の形態では、第１光源１０２ａのレーザ光Ｌ１が第１光入射面４１０ａ１から導光体４１０に入射し、第２光源１０２ｂのレーザ光Ｌ２が第２光入射面４１０ａ２から導光体４１０に入射する。そして、各レーザ光Ｌ１，Ｌ２は、第１反射面４１０ｂ１で反射されて第２反射面４１０ｂ２上で集光される。このような構造をとることで、光波長変換部材４０４から出射される白色光Ｗの輝度を高めることができる。なお、本実施の形態に係る光源モジュール４００では、光源と光入射面との組み合わせの数は２つであるが、特にこの構成に限定されない。当該組み合わせは３つ以上であってもよく、この場合であっても少なくとも２つの組み合わせを含んでいるため、本発明の範囲に含まれる。

（実施の形態５）
実施の形態５に係る光源モジュールは、光波長変換部材の構造が異なる点、及び光源を複数備える点を除いて、実施の形態１に係る光源モジュール１００の構成と共通する。以下、実施の形態５に係る光源モジュールについて、実施の形態１と異なる構成を中心に説明し、共通する構成については簡単に説明するか、あるいは説明を省略する。

図６（Ａ）は、実施の形態５に係る光源モジュールが備える光源及び光波長変換部材の概略構造を示す平面図である。図６（Ｂ）は、実施の形態５に係る光源モジュールが備える光波長変換部材の概略構造を示す斜視図である。図６（Ｃ）は、実施の形態５に係る光源モジュールが備える光波長変換部材における光の進行を模式的に示す平面図である。図６（Ａ）〜図６（Ｃ）では、反射膜１１２、基板１１４及びバンドパスフィルタ１１６の図示を省略している。

本実施の形態に係る光源モジュール５００は、複数の光源１０２と、光波長変換部材５０４と、放熱部材１０６（図２（Ａ）参照）と、集光レンズ５１８とを備える。集光レンズ５１８は、レーザ光Ｌを平行光に変換するレンズである。

光波長変換部材５０４は、蛍光体５０８と、導光体５１０と、反射膜１１２（図２（Ｂ）参照）と、基板１１４（図２（Ｂ）参照）と、バンドパスフィルタ１１６（図２（Ｂ）参照）とを有する。

導光体５１０は略錐台形状であって、互いに背向する２つの主表面（下底面と上底面）と、２つの主表面をつなぐ側面とを有する。また、導光体５１０は、光入射面５１０ａと、第１反射面５１０ｂ１と、第２反射面５１０ｂ２と、光出射面５１０ｃとを有する。実施の形態３と同様に蛍光体５０８は層状であって、一方の主表面が導光体５１０の下底面と接するように配置される。これにより、導光体５１０の下底面、言い換えれば蛍光体５０８の一方の主表面が、第２反射面５１０ｂ２を構成する。導光体５１０の上底面は、光出射面５１０ｃを構成する。すなわち、導光体５１０の２つの主表面のうち一方が第２反射面５１０ｂ２を構成し、他方が光出射面５１０ｃを構成する。

導光体５１０の側面は、略Ｕ字状の曲面部と、曲面部の一端から他端にかけて延びる平面部とを含む。曲面部は下底面に被さる方向に傾いており、第１反射面５１０ｂ１を構成する。曲面部は、第１焦点Ｆ１と第２焦点Ｆ２とを有する楕円の一部を基調とした形状を有する。例えば、第１反射面５１０ｂ１は、光出射面５１０ｃと接する辺が第１焦点Ｆ１と第２焦点Ｆ２とを有する楕円の一部と同一形状の曲線であり、第２反射面５１０ｂ２に近づくにつれて当該曲線との相似関係を維持しながら広がる形状を有する。

平面部は、下底面及び上底面に対して垂直であり光入射面５１０ａを構成する。また、平面部は第１焦点Ｆ１を通る。すなわち、第１焦点Ｆ１は光入射面５１０ａと重なる。一方、第２焦点Ｆ２は、光出射面５１０ｃの法線方向から見て第２反射面５１０ｂ２と重なる。導光体５１０は平面視で、第１焦点Ｆ１と第２焦点Ｆ２とを通る直線Ｐを対称軸とする線対称の形状を有する。

複数の光源１０２は、光入射面５１０ａ上の第１焦点Ｆ１を中心として放射状に広がるように配置される。各光源１０２と光入射面５１０ａとの間には、それぞれ集光レンズ５１８が配置される。複数の光源１０２は、光出射面５１０ｃの法線方向から見て第１焦点Ｆ１に向けてレーザ光Ｌを出射する。すなわち、複数の光源１０２は、光入射面５１０ａにおいて第１焦点Ｆ１を通り光出射面５１０ｃの法線に平行な直線上にレーザ光Ｌを出射する。各光源１０２から出射されたレーザ光Ｌは、集光レンズ５１８を通過して光入射面５１０ａに入射する。

光入射面５１０ａから入射した各光源１０２のレーザ光Ｌは、それぞれ第１反射面５１０ｂ１により第２反射面５１０ｂ２に向けて反射される。第１反射面５１０ｂ１は、上述した曲面形状を有するため、第１反射面５１０ｂ１で反射された複数のレーザ光Ｌは、第２反射面５１０ｂ２上の所定領域Ｒ１に向けて進行する。所定領域Ｒ１は、光出射面５１０ｃの法線方向から見て第２焦点Ｆ２を含む領域である。複数のレーザ光Ｌは、第２反射面５１０ｂ２上の所定領域Ｒ１に集光される。

集光されたレーザ光Ｌの一部は、第２反射面５１０ｂ２において蛍光体５０８により波長変換される。また、レーザ光Ｌは、第２反射面５１０ｂ２において拡散反射される。蛍光体５０８によって生成される波長変換光とレーザ光Ｌとが混色されて白色光Ｗとなり、光出射面５１０ｃから出射される。

本実施の形態によれば、様々な入射角度でレーザ光Ｌを光波長変換部材５０４に入射させることができる。よって、光源１０２の配置の自由度を高めることができる。また、複数の光源１０２から出射されるレーザ光Ｌを集光できるため、光波長変換部材５０４から出射される白色光Ｗの輝度を高めることができる。なお、光源１０２数は３つ以上であってもよい。

本発明は、上述の各実施の形態に限定されるものではなく、各実施の形態を組み合わせたり、当業者の知識に基づいて各種の設計変更などの変形を加えることも可能であり、そのような組み合わせられ、もしくは変形が加えられて得られる新たな実施の形態も本発明の範囲に含まれる。このような新たな実施の形態は、組み合わされる実施の形態及び変形それぞれの効果をあわせもつ。

上述した各実施の形態では、灯具ユニットがいわゆるプロジェクタ型の光学ユニットである場合について説明したが、これに限られない。灯具ユニットは例えば、いわゆるパラボラ型の光学ユニットであってもよい。

上述した各実施の形態では、光源が出射する青色のレーザ光と、蛍光体が生成する黄色の光とが混色されて白色光が生成されている。しかしながら、光源と蛍光体とはこの組み合わせに限定されず、例えば以下のものであってもよい。すなわち、光源は、紫外レーザ光を照射する光源である。蛍光体は、紫外レーザ光を青色光に波長変換する青色発光蛍光体と、紫外レーザ光を黄色光に波長変換する黄色発光蛍光体とを含む。この組み合わせでは、光源から出射された紫外レーザ光が光波長変換部材に入射されて、蛍光体により青色光及び黄色光に波長変換される。光波長変換部材の光出射面から出射された青色光及び黄色光は、混色されて白色光となる。

１００，２００，３００，４００，５００ 光源モジュール、 １０２ 光源、 １０２ａ 第１光源、 １０２ｂ 第２光源、 １０４，３０４，４０４，５０４ 光波長変換部材、 １０６ 放熱部材、 １０８，３０８，４０８，５０８ 蛍光体、 １１０ａ，３１０ａ，５１０ａ 光入射面、 １１０ｂ 内面反射面、 １１０ｂ１，３１０ｂ１，４１０ｂ１，５１０ｂ１ 第１反射面、 １１０ｂ２，３１０ｂ２，４１０ｂ２，５１０ｂ２ 第２反射面、 １１０ｃ，３１０ｃ，４１０ｃ，５１０ｃ 光出射面、 ４１０ａ１ 第１光入射面、 ４１０ａ２ 第２光入射面、 Ｆ１ 第１焦点、 Ｆ２ 第２焦点。

Claims (6)

1. 光源と、
   前記光源から出射される光で励起されて前記光源の光とは異なる波長の光を発する蛍光体を含有し、光入射面、内面反射面及び光出射面を有する光波長変換部材と、
   前記光波長変換部材を支持し、且つ放熱する放熱部材と、を備え、
   前記光波長変換部材は、前記光入射面から入射した前記光源の光が前記内面反射面で反射されて前記光出射面に導かれる導光経路を有し、
   前記蛍光体は、前記導光経路上に配置されて前記光源の光の少なくとも一部を波長変換して波長変換光を生成し、
   前記波長変換光は、前記光出射面から出射されることを特徴とする光源モジュール。
2. 前記内面反射面は、第１反射面と第２反射面とを含み、
   前記第１反射面は、前記光入射面から入射した前記光源の光を前記第２反射面に向けて反射し、
   前記第２反射面は、前記第１反射面で反射された前記光源の光を前記光出射面に向けて反射する請求項１に記載の光源モジュール。
3. 前記第２反射面は、前記光入射面に比べて表面粗さが大きい請求項２に記載の光源モジュール。
4. 前記蛍光体は、層状であって一方の主表面が前記第２反射面を構成し、
   前記放熱部材は、前記蛍光体の他方の主表面に当接し、
   前記第１反射面で反射された前記光源の光は、前記第２反射面において波長変換される請求項２又は３に記載の光源モジュール。
5. 前記光源は、第１光源と第２光源とを含み、
   前記光入射面は、前記第１光源から出射される光が入射する第１光入射面と、前記第１光入射面と非平行に配置され、前記第２光源から出射される光が入射する第２光入射面とを含み、
   前記第１光入射面から入射する前記第１光源の光と、前記第２光入射面から入射する前記第２光源の光とは、それぞれ前記第１反射面で反射されて前記第２反射面上に集光される請求項２乃至４のいずれか１項に記載の光源モジュール。
6. 複数の前記光源を備え、
   前記光波長変換部材は、互いに背向する２つの主表面と、前記２つの主表面をつなぐ側面とを有し、
   前記側面は、第１焦点と第２焦点とを有する楕円の一部を基調とした曲面部と、前記第１焦点を通る平面部とを含み、
   前記２つの主表面のうち一方が前記第２反射面を構成し、他方が前記光出射面を構成し、前記曲面部が前記第１反射面を構成し、前記平面部が前記光入射面を構成し、
   前記第２焦点は、前記光出射面の法線方向から見て前記第２反射面と重なり、
   複数の前記光源は、前記光出射面の法線方向から見て前記第１焦点に向けて前記光源の光を出射する請求項２乃至４のいずれか１項に記載の光源モジュール。

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