JP2018120780A - 光源装置および車両用灯具 - Google Patents

Abstract

【課題】簡便な構造でグレアを抑制するとともに、半導体レーザから照射される一次光の利用効率を向上することが可能な光源装置および車両用灯具を提供する。【解決手段】一次光（L10）を出射する半導体レーザ（13）と、一次光（L10）の少なくとも一部を波長変換して二次光（L2）を出射する波長変換部材（14）と、波長変換部材（14）で反射された一次光（L11）を波長変換部材（14）の方向に再反射する反射部材（15）を備え、波長変換部材（14）の第一領域に半導体レーザ（13）から一次光（L10）が照射され、波長変換部材（14）の第二領域に反射部材（15）から一次光（L12）が照射され、第一領域よりも第二領域の面積が大きい光源装置。【選択図】図１

Description

本発明は光源装置および車両用灯具に関し、特に半導体レーザが出射する一次光を波長変換部材で二次光に波長変換する光源装置および車両用灯具に関する。

ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）や半導体レーザを光源として、蛍光体材料を含有した波長変換部材で波長変換して白色光を得る光源装置が用いられている。これらの光源装置では、光源から青色光や紫外光などの一次光を発光して波長変換部材に照射し、波長変換部材に含有された蛍光体が一次光により励起されて黄色光などの二次光を発光し、一次光と二次光が混色して白色光が外部に照射される。

特許文献１には、半導体レーザを光源として用いた車両用灯具が提案されている。光源として半導体レーザを用いると、大出力で波長幅の狭い一次光を得られるが、指向性が非常に強く光が照射される領域が小さいという特徴がある。したがって、光源としてＬＥＤを用いる場合と比較すると、波長変換部材の極めて小さい領域に大出力の一次光が照射されて白色光を出射し、指向性が高い光源装置が得られる。

図９は、従来から提案されている半導体レーザを用いた光源装置の構成を示す模式図である。光源装置は、搭載部１と、ステム２と、半導体レーザ３と、波長変換部材４と、光学部材５を備えている。搭載部１上に搭載された波長変換部材４に対して、ステム２上に搭載された半導体レーザ３から一次光Ｌ１０が照射される。波長変換部材４では、含有されている蛍光体材料によって一次光Ｌ１０の少なくとも一部が波長変換されて二次光Ｌ２を放出する。

波長変換部材で散乱された一次光Ｌ１０の一部と二次光Ｌ２は混色され、光学部材５を介して白色光として光源装置の外部に対して照射される。

特開２０１０−２３２０４４号公報

図９に示した従来技術では、半導体レーザ３から波長変換部材４に照射された一次光Ｌ１０は、一部が波長変換部材４の表面で反射光Ｌ１１として反射されてしまう。反射光Ｌ１１は、波長変換部材４によって二次光Ｌ２に変換できないため、半導体レーザ３から照射される一次光Ｌ１０の利用効率が低下してしまう。また、反射光Ｌ１１が光源装置の外部に放出されると白色光の配光分布において色温度が異なる領域がグレアとして生じてしまうため、反射光Ｌ１１の放出を防止するための光学的設計を講じる必要があるという問題があった。

そこで本発明は、簡便な構造でグレアを抑制するとともに、半導体レーザから照射される一次光の利用効率を向上することが可能な光源装置および車両用灯具を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために本発明の光源装置は、一次光を出射する半導体レーザと、前記一次光の少なくとも一部を波長変換して二次光を出射する波長変換部材と、前記波長変換部材で反射された前記一次光を前記波長変換部材の方向に再反射する反射部材を備え、前記波長変換部材の第一領域に前記半導体レーザから前記一次光が照射され、前記波長変換部材の第二領域に前記反射部材から前記一次光が照射され、前記第一領域よりも前記第二領域の面積が大きいことを特徴とする。

このような本発明の光源装置では、波長変換部材で反射された一次光を反射部材で波長変換部材の方向に再反射させ、波長変換部材に半導体レーザから一次光が直接照射される領域よりも、再反射された一次光の照射される領域が大きいため簡便な構造でグレアを抑制するとともに、半導体レーザから照射される一次光の利用効率を向上することが可能となる。

また本発明の一態様では、前記反射部材は凹面鏡である。

また本発明の一態様では、前記第一領域と前記第二領域は、少なくとも一部が重なっている。

また本発明の一態様では、少なくとも前記第一領域の中心が前記第二領域と重なっている
また本発明の一態様では、前記第一領域の一方の周縁と前記第二領域の一方の周縁とが重なっている。

また本発明の一態様では、車両用灯具は上記光源装置を複数備え、前記第一領域の一方の周縁と前記第二領域の一方の周縁とが、配光カットラインに沿って配置される。

また本発明の一態様では、前記反射部材には、前記二次光の一部を遮光する遮光部をさらに備える。

本発明では、簡便な構造でグレアを抑制するとともに、半導体レーザから照射される一次光の利用効率を向上することが可能な光源装置および車両用灯具を提供することができる。

第１実施形態における光源装置１００を示す模式図である。 波長変換部材１４の表面における一次光Ｌ１０と一次光Ｌ１２の照射領域を示す模式図であり、図２（ａ）は一次光Ｌ１０と一次光Ｌ１２の中心が重なる場合、図２（ｂ）は一次光Ｌ１０と一次光Ｌ１２の中心が異なる場合、図２（ｃ）は一次光Ｌ１０と一次光Ｌ１２の周縁が重なる場合を示している。 光源装置１００を複数用いた車両用灯具による光照射を配光スクリーンに投影した光源像を示す図であり、図３（ａ）は図２（ａ）の例を用いた図であり、図３（ｂ）は図２（ｃ）の例を用いた図である。 本発明の第２実施形態における光源装置１１０を示す模式図である。 本発明の第３実施形態における光源装置１２０を示す模式図である。 本発明の第４実施形態における波長変換部材１４と反射部材１５との位置関係を示す模式図である。 本発明の第５実施形態における波長変換部材１４と反射部材１５との位置関係を示す模式図である。 反射部材１５によるカットライン形成を示す模式図である。 従来から提案されている半導体レーザを用いた光源装置の構成を示す模式図である。

（第１実施形態）
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。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、同一の符号を付すものとし、適宜重複した説明は省略する。図１は、本発明の第１実施形態における光源装置１００を示す模式図である。光源装置１００は、搭載部１１と、ステム１２と、半導体レーザ１３と、波長変換部材１４と、反射部材１５とを備えている。

搭載部１１は、ステム１２と波長変換部材１４と反射部材１５を搭載する部材である。図１では搭載部１１として平板形状のものを示しているが、各部材を搭載して保持できればどのような形状でもよい。また、半導体レーザ１３の光照射に伴う発熱や、波長変換部材１４での波長変換時の発熱等を光源装置１００の外部に放熱するために、熱伝導性が良好な材質で構成されることが好ましい。ステム１２は、半導体レーザ１３を搭載する部材であり、熱伝導性の良好な銅、アルミニウム等の金属や窒化アルミニウム、酸化アルミニウム等のセラミックで構成されることが好ましい。

半導体レーザ１３は、所定の電圧を印加されると所定波長の一次光Ｌ１０をレーザ発振して、波長変換部材１４に対して照射する。一次光Ｌ１０の波長としては、波長変換部材１４の吸収帯域であればよく、例えば青色光、紫色光、近紫外光、紫外光等の短波長のものを用いることができる。半導体レーザ１３を構成する材料は、一次光Ｌ１０の波長を発振可能であれば限定されず、例えば窒化ガリウム系、酸化ガリウム系、酸化亜鉛系、セレン化亜鉛系等の公知の材料を用いることができる。

波長変換部材１４は、蛍光体材料を含有して半導体レーザ１３から照射された一次光Ｌ１０の少なくとも一部を波長変換して二次光Ｌ２を放出する部材である。波長変換部材１４中での蛍光体材料の含有形態は限定されず、蛍光体粒子を樹脂中に分散したものや蛍光体を含有したセラミックの焼結体などであってもよい。波長変換部材１４に含有される蛍光体材料は、一次光Ｌ１０を吸収して二次光Ｌ２を放出するものであれば限定されず、複数種類の蛍光体材料を含有するとしてもよい。二次光Ｌ２の波長としては、一次光Ｌ１０と混色して白色光となるものが好ましく、一次光Ｌ１０が青色である場合には二次光Ｌ２は黄色光が好ましい。また、一次光Ｌ１０が紫色や近紫外光、紫外光である場合には、ＲＧＢ各色を放出する複数の蛍光体材料を用いて、二次光Ｌ２同士の混色で白色を得ることが好ましい。

波長変換部材１４に含有される蛍光体材料としては、例えば無機化合物では酸化物系、窒化物系などがあり、具体的には酸化物系にはＣａ_３Ｓｃ_２Ｓｉ_３Ｏ_１２：Ｃｅ、ＣａＳｃ_２Ｏ_４：Ｃｅ、Ｙ_３Ａｌ_５Ｏ_１２：Ｃｅ、（Ｙ、Ｇｄ）_３（Ａｌ，Ｇａ）_５Ｏ_１２：Ｃｅ、（Ｓｒ，Ｂａ）_２ＳｉＯ_４：Ｅｕ、（Ｓｉ，Ａｌ）_３（Ｎ，Ｏ）_４：Ｅｕ、Ｂａ_３Ｓｉ_６Ｏ_１２Ｎ_２：Ｅｕ、ＣａＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕ、ＢａＭｇＡｌ_１０Ｏ_１７：Ｅｕ、Ｙ_２Ｏ_２Ｓ：Ｅｕ、Ｓｒ_４Ａｌ_１４Ｏ_２５：Ｅｕ、クルムス、ＣａＳｒクロロアパタイトなどが挙げられる。窒化物系にはＹ−ＳｉＯ−Ｎ：Ｃｅ、Ｌａ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ：Ｃｅ、ＡｌＮ：Ｅｕ、ＳｒＳｉ_６Ｎ_８：Ｅｕ、ＳｒＳｉ_９Ａｌ_１９ＯＮ_３１：Ｅｕ、ＳｒＳｉＡｌ_２Ｏ_３Ｎ_２：Ｅｕ、ＳｒＳｉ_５ＡｌＯ_２Ｎ_７：Ｅｕ、ＢａＳｉ_２Ｏ_２Ｎ_２：Ｅｕ、Ｂａ_３Ｓｉ_６Ｏ_１２Ｎ_２：Ｅｕ、ＳｒＳｉＡｌ_２Ｏ_３Ｎ_２：Ｅｕ、ＳｒＳｉ_５ＡｌＯ_２Ｎ_７：Ｅｕ、Ｓｒ_３Ｓｉ_１３Ａｌ_３Ｏ_２Ｎ_２１：Ｅｕ、Ｓｒ_５Ｓｉ_２１Ａｌ_５Ｏ_２Ｎ_３５：Ｅｕ、β−ｓｉａｌｏｎ：Ｅｕ（（Ｓｉ，Ａｌ）_６（Ｏ，Ｎ）_８：Ｅｕ）、ＭＳｉ_２Ｏ_２Ｎ_２：Ｅｕ（Ｍ＝Ｃａ，Ｓｒ）、ＡｌＯＮ：Ｍｎ、α−ｓｉａｌｏｎ：Ｙｂ、ＭＹＳｉ_４Ｎ_７：Ｅｕ（Ｍ＝Ｓｒ，Ｂａ）、α−ｓｉａｌｏｎ：Ｅｕ（Ｃａ_ｘ（Ｓｉ，Ａｌ）_１２（Ｏ，Ｎ）_１６：Ｅｕ）、ＣａＡｌＳｉＮ_３：Ｃｅ、ＣａＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕ、Ｍ_２Ｓｉ_５Ｎ_８：Ｅｕ（Ｍ＝Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）、ＬａＳｉ_３Ｎ_５：Ｅｕ、ＣａＳｉＮ_２：Ｅｕ、ＣａＳｉＮ_２：Ｃｅ、（Ｃａ，Ｓｒ）Ｓｉ_５Ｎ_８：Ｅｕ、（Ｃａ，Ｓｒ）ＳｉＮ_３：Ｅｕが挙げられる。硫化物系には（Ｃａ，Ｓｒ）Ｓ：Ｅｕ、ＣａＧａ_２Ｓ_４：Ｅｕ、ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌが挙げられる。有機物にはｂｒｉｌｌｉａｎｔｓｕｌｆｏｆｌａｖｉｎｅ ＦＦ、ｂａｓｉｃ ｙｅｌｌｏｗ ＨＧ、ｅｏｓｉｎｅ、ｒｈｏｄａｍｉｎｅ ６Ｇ、ｒｈｏｄａｍｉｎｅ Ｂが挙げられる。

反射部材１５は、光を反射する反射面を有する部材であり、波長変換部材１４を挟んで半導体レーザ１３の反対側に配置され、波長変換部材１４の表面で反射された一次光Ｌ１１を波長変換部材１４の方向に一次光Ｌ１２として再反射する。反射部材１５の反射面形状は平面であっても曲面であってもよいが、所定の拡がり角度をもって照射される一次光Ｌ１０およびＬ１１を再反射して、波長変換部材１４の所定領域に再入射する光の強度を高めるためには、凹面鏡であることが好ましい。図１では反射部材１５を他の部材とは別体として示しているが、光源装置１００を構成する他の部材の一部を鏡面とすることで反射部材１５を構成するとしてもよく、例えば搭載部１１であるパッケージの一部を反射部材１５として兼用するとしてもよい。

図１に示した光源装置１００では、半導体レーザ１３が一次光Ｌ１０を波長変換部材１４に対して照射し、波長変換部材１４の内部に取り込まれた一次光Ｌ１０の少なくとも一部が二次光Ｌ２に変換される。また、一次光Ｌ１０のうち波長変換部材１４内部に取り込まれず表面で反射された一次光Ｌ１１は、反射部材１５の反射面に入射して一次光Ｌ１２として再反射されて波長変換部材１４に再入射する。波長変換部材１４の内部に取り込まれた一次光Ｌ１２の少なくとも一部も二次光Ｌ２に変換される。このとき、一次光Ｌ１０と一次光Ｌ１２は部分的に蛍光体材料等によって散乱され、二次光Ｌ２と混色されて白色光として光源装置１００の外部に照射される。

波長変換部材１４の表面で反射された一次光Ｌ１１は、反射部材１５で波長変換部材１４方向に再反射されて一次光Ｌ１２として再び波長変換部材１４に照射されるため、反射された一次光Ｌ１１が光源装置１００の外部に取り出されることを防止でき、簡便な構造でグレアを抑制することが可能となる。

図２は、波長変換部材１４の表面における一次光Ｌ１０と一次光Ｌ１２の照射領域を示す模式図であり、図２（ａ）は一次光Ｌ１０と一次光Ｌ１２の中心が重なる場合、図２（ｂ）は一次光Ｌ１０と一次光Ｌ１２の中心が異なる場合、図２（ｃ）は一次光Ｌ１０と一次光Ｌ１２の周縁が重なる場合を示している。図２（ａ）〜（ｃ）に示すように、反射部材１５の反射面は、半導体レーザ１３から波長変換部材１４に直接照射された一次光Ｌ１０の照射領域よりも、反射部材１５で再反射された一次光Ｌ１２の照射領域のほうが大きくなるように設計されている。

半導体レーザ１３から照射される一次光Ｌ１０は、所定の拡がり角度で波長変換部材１４に入射し、表面で反射された一次光Ｌ１１も同様の拡がり角度で反射部材１５に入射する。反射部材１５の反射面が平板状または凸面鏡の場合には、反射部材１５で再反射された一次光Ｌ１２は、さらに照射領域が拡大されて波長変換部材１４に再照射されるため、一次光Ｌ１０が直接照射された領域よりも大きい面積に照射される。

反射部材１５の反射面が凹面鏡の場合には、反射面の曲率を適切な範囲に設定することで、平板状の反射面を用いる場合よりも波長変換部材１４の狭い範囲に一次光Ｌ１２を再照射できる。反射部材１５として凹面鏡を用いた場合にも、上述したように半導体レーザ１３から波長変換部材１４に直接照射された一次光Ｌ１０の照射領域よりも、反射部材１５で再反射された一次光Ｌ１２の照射領域のほうが大きくされる。

反射部材１５で再反射された一次光Ｌ１２の再照射領域のほうが、半導体レーザ１３から直接照射された一次光Ｌ１０の照射領域よりも大きいことで、一次光Ｌ１２の再入射領域には一次光Ｌ１０の直接照射領域とは異なる領域が必然的に含まれる。一次光Ｌ１０の直接照射領域では、既に波長変換部材１４に含有される蛍光体材料による二次光Ｌ２への波長変換が行われているため、一次光Ｌ１２が再度照射されても二次光Ｌ２への波長変換効率を向上させる効果は見込めない。そこで、一次光Ｌ１０の直接照射領域とは異なる領域に一次光Ｌ１２を再照射することで、波長変換部材１４中で一次光Ｌ１０から二次光Ｌ２への波長変換に寄与していなかった蛍光体材料によって、効率的に一次光Ｌ１２を二次光Ｌ２に波長変換することができる。

反射部材１５の反射面として凹面鏡を用いることで、一次光Ｌ１２の再照射領域のほうが直接照射された一次光Ｌ１０の照射領域よりも大きくなるように設計しながらも、一次光Ｌ１２が再照射される領域の面積を小さくすることができる。一次光Ｌ１２の再照射領域の面積が小さくなると、単位面積当たりの光強度が向上するため、波長変換部材１４で波長変換された二次光Ｌ２の輝度を高めることができる。

また、図２（ａ）〜（ｃ）に示すように、半導体レーザ１３から波長変換部材１４に直接照射された一次光Ｌ１０の照射領域と、反射部材１５で再反射された一次光Ｌ１２の照射領域とは、少なくとも一部が重なることが好ましい。一次光Ｌ１０の直接照射領域と一次光Ｌ１２の再照射領域とが分離していると、波長変換部材１４の異なる位置から二次光Ｌ２が取り出されるため、光源装置１００から外部に二次光Ｌ２を取り出すための光学系の設計が複雑になってしまう。一次光Ｌ１０の直接照射領域と一次光Ｌ１２の再照射領域との少なくとも一部が重畳されることで、それぞれの領域から取り出される二次光Ｌ２が連続した一点のように視認でき、光学系の設計を簡略化することが可能となる。

さらに、図２（ａ）〜（ｃ）に示すように、反射部材１５で再反射された一次光Ｌ１２の照射領域は、少なくとも半導体レーザ１３から波長変換部材１４に直接照射された一次光Ｌ１０の照射領域中心ＳＣと重なることが好ましい。一般的に、半導体レーザ１３から照射される一次光Ｌ１０の光強度は、照射領域の中心ＳＣで最大となっているため、波長変換部材１４から取り出される二次光Ｌ２の輝度も中心ＳＣで最大となる。一次光Ｌ１２の再照射領域が一次光Ｌ１０の照射領域中心ＳＣと重なることで、それぞれの領域から取り出される二次光Ｌ２がさらに連続した一点のように視認でき、光学系の設計を簡略化することが可能となる。

図２（ｃ）に示した例では、半導体レーザ１３から波長変換部材１４に直接照射された一次光Ｌ１０の照射領域と、反射部材１５で再反射された一次光Ｌ１２の照射領域とは、一方の周縁が重なり合っている。このように一次光Ｌ１０の直接照射領域と一次光Ｌ１２の再照射領域の周縁が重なり合うと、二つの領域が重なり合う周縁部での二次光Ｌ２の輝度を高めてエッジの明確な配光分布を得ることができる。

図３は、光源装置１００を複数用いた車両用灯具による光照射を配光スクリーンに投影した光源像を示す図であり、図３（ａ）は図２（ａ）の例を用いた図であり、図３（ｂ）は図２（ｃ）の例を用いた図である。図３（ａ）（ｂ）に示すように、複数の光源装置１００をカットオフラインＬ_ＣＯに沿って配置することで、一次光Ｌ１０の直接照射領域と一次光Ｌ１２の再照射領域が重なり二次光Ｌ２の輝度が高い領域が、カットオフラインＬ_ＣＯに接近するように配光設計することができる。これにより、配光のホットゾーンがカットオフラインＬ_ＣＯに近づいて遠方視認性が改善される。

また、図３（ｂ）に示したように、一次光Ｌ１０の直接照射領域と一次光Ｌ１２の再照射領域の周縁が重なり合うように設定することで、二次光Ｌ２の輝度が高い領域をカットオフラインＬ_ＣＯにさらに接近するように配光設計することができる。これにより、配光のホットゾーンがカットオフラインＬ_ＣＯにさらに近づくため、遠方視認性をより一層改善することができる。

本実施形態の光源装置１００および車両用灯具では、半導体レーザ１３から波長変換部材１４に直接照射された一次光Ｌ１０の照射領域よりも、反射部材１５で再反射された一次光Ｌ１２の照射領域を大きくすることで、一次光Ｌ１２の再入射領域には一次光Ｌ１０の直接照射領域とは異なる領域が必然的に含まれる。したがって、波長変換部材１４中で一次光Ｌ１０から二次光Ｌ２への波長変換に寄与していなかった蛍光体材料によって、効率的に一次光Ｌ１２を二次光Ｌ２に波長変換することができる。これにより、簡便な構造でグレアを抑制するとともに、半導体レーザから照射される一次光の利用効率を向上することが可能となる。

（第２実施形態）
次に本発明の第２実施形態について説明する。第１実施形態と重複する部分についての説明は省略する。図４は、本発明の第２実施形態における光源装置１１０を示す模式図である。光源装置１１０は、搭載部１１と、半導体レーザ１３と、波長変換部材１４と、反射部材１５と、反射鏡２０を備えており、パラボラ光学系の灯具を構成している。

本実施形態では、半導体レーザ１３としてベアチップの半導体レーザ素子をパッケージ化したものを用い、例えばＣＡＮ型パッケージ等の公知の構造を採用することができる。また、半導体レーザ１３は搭載部１１上に搭載されていてもよいが、別部材に取り付けられていてもよい。

反射鏡２０は、搭載部１１上に搭載された放物面状の反射面を有するミラーである。反射鏡２０の一部には、透過窓２１が設けられている。透過窓２１は、反射鏡２０の反射面に設けられた孔または透明な部材であり、半導体レーザ１３が照射する一次光Ｌ１０を透過可能とされている。

光源装置１１０では、透過窓２１を介して半導体レーザ１３から一次光Ｌ１０が波長変換部材１４に対して照射される。図１に示したと同様に、波長変換部材１４の内部に取り込まれた一次光Ｌ１０の少なくとも一部が二次光Ｌ２に変換される。また、一次光Ｌ１０のうち波長変換部材１４内部に取り込まれず表面で反射された一次光Ｌ１１は、反射部材１５の反射面に入射して一次光Ｌ１２として再反射されて波長変換部材１４に再入射する。波長変換部材１４の内部に取り込まれた一次光Ｌ１２の少なくとも一部も二次光Ｌ２に変換される。

反射鏡２０の搭載位置は、透過窓２１と反射部材１５が波長変換部材１４に対して反対側となり、波長変換部材１４が放物面の焦点位置となるように設けられている。反射鏡２０の反射面は、波長変換部材１４から放出される二次光Ｌ２と散乱された一次光Ｌ１０、Ｌ１２を前方（図中左方向）に照射する。

本実施形態では、反射部材１５が波長変換部材１４の前方に設けられるため、波長変換部材１４を前方から直接視認することがなく、別途隠蔽用の部材を設ける必要がないため部品点数を低減することができる。また、半導体レーザ１３を搭載部１１に搭載する必要がなく、光源装置１１０の小型化を図ることが可能となる。さらに、半導体レーザ１３を設ける位置の設計自由度を高めることもできる。

本実施形態の光源装置１１０および車両用灯具でも、半導体レーザ１３から波長変換部材１４に直接照射された一次光Ｌ１０の照射領域よりも、反射部材１５で再反射された一次光Ｌ１２の照射領域を大きくすることで、一次光Ｌ１２の再入射領域には一次光Ｌ１０の直接照射領域とは異なる領域が必然的に含まれる。したがって、波長変換部材１４中で一次光Ｌ１０から二次光Ｌ２への波長変換に寄与していなかった蛍光体材料によって、効率的に一次光Ｌ１２を二次光Ｌ２に波長変換することができる。これにより、簡便な構造でグレアを抑制するとともに、半導体レーザから照射される一次光の利用効率を向上することが可能となる。

（第３実施形態）
次に本発明の第３実施形態について説明する。第１実施形態と重複する部分についての説明は省略する。図５は、本発明の第３実施形態における光源装置１２０を示す模式図である。光源装置１２０は、搭載部１１と、半導体レーザ１３と、波長変換部材１４と、反射部材１５と、投影レンズ１６を備えており、モノフォーカス光学系の灯具を構成している。

本実施形態でも、半導体レーザ１３としてベアチップの半導体レーザ素子をパッケージ化したものを用い、例えばＣＡＮ型パッケージ等の公知の構造を採用することができる。また、半導体レーザ１３は搭載部１１上に搭載されていてもよいが、別部材に取り付けられていてもよい。

投影レンズ１６は、焦点位置からの入射した光を所定の拡がり角度として前方に出射する光学部材である。波長変換部材１４は、投影レンズ１６の焦点位置近傍となるように配置されている。

光源装置１２０でも図１に示したと同様に、半導体レーザ１３から一次光Ｌ１０が波長変換部材１４に対して照射される。波長変換部材１４の内部に取り込まれた一次光Ｌ１０の少なくとも一部が二次光Ｌ２に変換される。また、一次光Ｌ１０のうち波長変換部材１４内部に取り込まれず表面で反射された一次光Ｌ１１は、反射部材１５の反射面に入射して一次光Ｌ１２として再反射されて波長変換部材１４に再入射する。波長変換部材１４の内部に取り込まれた一次光Ｌ１２の少なくとも一部も二次光Ｌ２に変換される。波長変換部材１４から放出される二次光Ｌ２と散乱された一次光Ｌ１０、Ｌ１２は、投影レンズ１６の前方（図中左方向）に照射される。

本実施形態の光源装置１２０および車両用灯具でも、半導体レーザ１３から波長変換部材１４に直接照射された一次光Ｌ１０の照射領域よりも、反射部材１５で再反射された一次光Ｌ１２の照射領域を大きくすることで、一次光Ｌ１２の再入射領域には一次光Ｌ１０の直接照射領域とは異なる領域が必然的に含まれる。したがって、波長変換部材１４中で一次光Ｌ１０から二次光Ｌ２への波長変換に寄与していなかった蛍光体材料によって、効率的に一次光Ｌ１２を二次光Ｌ２に波長変換することができる。これにより、簡便な構造でグレアを抑制するとともに、半導体レーザから照射される一次光の利用効率を向上することが可能となる。

（第４実施形態）
次に本発明の第４実施形態について説明する。第１実施形態と重複する部分についての説明は省略する。図６は、本発明の第４実施形態における波長変換部材１４と反射部材１５との位置関係を示す模式図である。本実施形態では図６に示すように、波長変換部材１４の周囲を白色部材１７で囲むとともに、反射部材１５の上端が波長変換部材１４の外周から距離ｇ１だけ離間している。

白色部材１７は、波長変換部材１４の少なくとも側面を覆う部材であり、波長変換部材１４内部から側面を介して外部方向に向かう一次光Ｌ１０、Ｌ１２および二次光Ｌ２を内部に再反射するための部材である。白色部材１７を構成する材料や製造方法は限定されないが、例えば白色微粒子が分散された樹脂材料を波長変換部材１４の周囲に塗布した後に硬化して形成することができる。

本実施形態では、反射部材１５の上端と波長変換部材１４の外周とが距離ｇ１だけ離間しているため、波長変換部材１４の上方に放出された二次光Ｌ２や一次光Ｌ１０，Ｌ１２が反射部材１５によって遮られない。したがって、波長変換部材１４から照射される白色光を良好に外部に取り出すことができる。

（第５実施形態）
次に本発明の第５実施形態について説明する。第１実施形態と重複する部分についての説明は省略する。図７は、本発明の第５実施形態における波長変換部材１４と反射部材１５との位置関係を示す模式図である。図８は、反射部材１５によるカットライン形成を示す模式図である。本実施形態では図７に示すように、波長変換部材１４の周囲を白色部材１７で囲むとともに、反射部材１５の上端が波長変換部材１４の外周と距離ｇ２だけ重畳している。

本実施形態では、反射部材１５の上端と波長変換部材１４の外周とが距離ｇ２だけ重畳しているため、波長変換部材１４の上方に放出された二次光Ｌ２や一次光Ｌ１０，Ｌ１２が反射部材１５の上端で部分的に遮られる。したがって、反射部材１５のうち二次光Ｌ２や波長変換部材１４で散乱された一次光Ｌ１０，Ｌ１２を部分的に遮る領域は、遮光部として機能する。

これにより、波長変換部材１４から照射される配光の一部を遮光して、カットラインを有する配光を簡便に実現することができる。特に、図５に示したモノフォーカス光学系の光源装置１２０に対して本実施形態を採用すると、光像が上下反転して配光の上方が遮光されたカットラインを容易に形成して前方に照射することが可能となる。

本発明は上述した各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り、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜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。

１，１１…搭載部
１００，１１０，１２０…光源装置
２，１２…ステム
３，１３…半導体レーザ
４，１４…波長変換部材
５…光学部材
１５…反射部材
１６…投影レンズ
１７…白色部材
２０…反射鏡
２１…透過窓
Ｌ１０，Ｌ１２…一次光
Ｌ１１…反射光
Ｌ２…二次光

Claims (7)

1. 一次光を出射する半導体レーザと、
   前記一次光の少なくとも一部を波長変換して二次光を出射する波長変換部材と、
   前記波長変換部材で反射された前記一次光を前記波長変換部材の方向に再反射する反射部材を備え、
   前記波長変換部材の第一領域に前記半導体レーザから前記一次光が照射され、前記波長変換部材の第二領域に前記反射部材から前記一次光が照射され、前記第一領域よりも前記第二領域の面積が大きいことを特徴とする光源装置。
2. 請求項１に記載の光源装置であって、
   前記反射部材は凹面鏡であることを特徴とする光源装置。
3. 請求項１または２に記載の光源装置であって、
   前記第一領域と前記第二領域は、少なくとも一部が重なっていることを特徴とする光源装置。
4. 請求項３に記載の光源装置であって、
   少なくとも前記第一領域の中心が前記第二領域と重なっていることを特徴とする光源装置。
5. 請求項３または４に記載の光源装置であって、
   前記第一領域の一方の周縁と前記第二領域の一方の周縁とが重なっていることを特徴とする光源装置。
6. 請求項５に記載の光源装置を複数備え、
   前記第一領域の一方の周縁と前記第二領域の一方の周縁とが、配光カットラインに沿って配置されることを特徴とする車両用灯具。
7. 請求項１に記載の光源装置であって、
   前記反射部材には、前記二次光の一部を遮光する遮光部をさらに備えることを特徴とする光源装置。