JP5059166B2 - 発光装置、照明装置および車両用前照灯 - Google Patents
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本発明の実施の一形態について図1〜図9に基づいて説明すれば、以下のとおりである。ここでは、本発明の照明装置の一例として、自動車用のすれ違い用前照灯であるヘッドランプ(発光装置、照明装置、車両用前照灯)1を例に挙げて説明する。ただし、本発明の照明装置は、配光特性基準が示されている照明装置であれば、自動車以外の車両・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、その他の照明装置として実現されてもよい。その他の照明装置として、例えば、サーチライト、プロジェクター、家庭用照明器具を挙げることができる。
まず、図1を参照しながら、ヘッドランプ1の構成について説明する。図1は、ヘッドランプ1の構成を示す断面図である。同図に示すように、ヘッドランプ1は、半導体レーザアレイ2と、非球面レンズ4と、光ファイバー5と、フェルール6と、発光部7と、反射鏡8と、透明板9と、ハウジング10と、エクステンション11と、レンズ12とを備えている。
次に、放熱用支持部材13の具体的な構成および、発光部7と放熱用支持部材13との接続形態の具体的な構成について、図2〜図6に基づいて説明する。なお、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各部分の厚みの比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な厚みやサイズは以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることももちろんである。
図2は、発光部7と放熱用支持部材13との第1の接続例を示す図であり、(a)がその断面図、(b)がその正面図である。この第1の接続例においては、放熱用支持部材13は、例えばアルミニウム、銀、金、銅といった金属材料を用いることができる。また、このような金属材料に代えて、金属材料よりも高い熱伝導率を持つグラファイト(黒鉛)を用いることも可能である。これら金属材料や、グラファイトは、発光部7よりも高い熱伝導率を有するものである。
図3は、発光部7aと放熱用支持部材13aとの第2の接続例を示す図である。この第2の接続例においては、図2に示した上記の第1の接続例とは異なり、放熱用支持部材13aが発光部7aのレーザ光照射面に、より近接するように発光部7aに埋め込まれている。
図4は、発光部7bと放熱用支持部材13bとの第3の接続例を示す図であり、(a)がその断面図、(b)がその正面図である。この第3の接続例においては、放熱用支持部材13bは、上述したような、透光性を有する材料を用いている。
図5は、発光部7cと放熱用支持部材13cとの第2の接続例を示す図である。この第4の接続例においては、図4に示した上記の第3の接続例とは異なり、放熱用支持部材13cが、上述した金属材料やグラファイトからなる第1の部材15aと、第1の部材15aのレーザ光入射側に配置され、レーザ光を反射する第2の部材(反射層)15bと、を積層した構造を有している。
図6は、発光部7dと放熱用支持部材13dとの第5の接続例を示す図であり、(a)がその断面図、(b)がその正面図である。この第5の接続例は、図4(a)および図4(b)に示した上記の第3の接続例において、発光部7の周囲に配置された放熱部材16をさらに設け、この放熱部材16と放熱用支持部材13dの発光側端とを接触させた接続例である。
次に、冷却装置14の具体的な構成について、図7を用いて説明する。
次に、図8に示す発光部7および放熱用支持部材13を用いて、温度上昇の抑制に関する実験データ例について説明する。
次に、半導体レーザ3の基本構造について説明する。図10(a)は、半導体レーザ3の回路図を模式的に示したものであり、図10(b)は、半導体レーザ3の基本構造を示す斜視図である。同図に示すように、半導体レーザ3は、カソード電極19、基板18、クラッド層113、活性層111、クラッド層112、アノード電極17がこの順に積層された構成である。
次に、半導体レーザ3から発振されたレーザ光による蛍光体の発光原理について説明する。
本発明の他の実施形態について図11〜図16に基づいて説明すれば、以下のとおりである。本実施の形態は、上記の実施の形態1の発光装置を用いた照明装置の具体例であるレーザダウンライトに係る実施の形態である。なお、実施の形態1と同様の部材に関しては、同じ符号を付し、その説明を省略する。
発光ユニット210は、図13に示すように、筐体211、光ファイバー5、発光部7および透光板213を備えている。
LD光源ユニット220は、半導体レーザ3、非球面レンズ4および光ファイバー5を備えている。
図14は、レーザダウンライト200の設置方法の変更例を示す断面図である。同図に示すように、レーザダウンライト200の設置方法の変形例として、天板400には光ファイバー5を通す小さな穴402だけを開け、薄型・軽量の特長を活かしてレーザダウンライト本体(発光ユニット210)を天板400に貼り付けるということもできる。この場合、レーザダウンライト200の設置に係る制約が小さくなり、また工事費用が大幅に削減できるというメリットがある。
従来のLEDダウンライト300は、図11に示すように、複数の透光板301を備えており、各透光板301からそれぞれ照明光が出射される。すなわち、LEDダウンライト300において発光点は複数存在している。LEDダウンライト300において発光点が複数存在しているのは、個々の発光点から出射される光の光束が比較的小さいため、複数の発光点を設けなければ照明光として十分な光束の光が得られないためである。
2 半導体レーザアレイ
3 半導体レーザ
5 光ファイバー
5a 出射端部
5b 入射端部
7 発光部
8 反射鏡
9 透明板
13 放熱用支持部材(熱伝導部材)
14 冷却装置
15a 第1の部材
15b 第2の部材(反射層)
Claims (8)
- 励起光が照射される照射領域を含む照射面を有し、前記励起光の前記照射領域への照射によって発光する発光部と、
前記発光部より高い熱伝導率を有する同一材料で一体として構成された熱伝導支持部材と
を備え、
前記熱伝導支持部材は、2つの端を有し、そのうちの一方の端側の部分が、前記発光部の照射面を前記励起光が入射する側から見たときに、前記励起光が照射される前記発光部の照射領域の後方に配置されるように、前記発光部の内部に埋め込まれており、
前記熱伝導支持部材の一方の端側の部分において、前記発光部の照射面を前記励起光が入射する側から見たときに、前記照射面に含まれる前記照射領域の後方に位置する部分が占める領域が前記照射領域を含んでおり、
前記熱伝導支持部材の一方の端側の部分は、前記発光部を貫くように前記発光部の内部に埋め込まれており、
前記熱伝導支持部材は、さらに、前記発光部の外部にある他方の端側の部分を固定することにより、前記発光部を三次元的に支持することを特徴とする発光装置。 - 前記熱伝導支持部材の一方の端は、前記発光部の照射面に対向する反射層を有していることを特徴とする請求項1に記載の発光装置。
- 前記発光部の前記照射面およびその反対の面を除く前記発光部の周囲に配置された少なくとも1つの放熱部材をさらに備え、
前記熱伝導支持部材の一方の端は、前記放熱部材と接触し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。 - 前記熱伝導支持部材の他方の端に接続され、前記熱伝導支持部材を放熱させるための冷却装置をさらに備えていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の発光装置。
- 前記熱伝導支持部材は、金属材料からなることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の発光装置。
- 前記熱伝導支持部材は、透明材料からなることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の発光装置。
- 請求項5または6に記載の発光装置を備えている照明装置。
- 請求項5または6に記載の発光装置を備えている車両用前照灯。
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