JP5261543B2 - レーザ光利用装置および車両用前照灯 - Google Patents

Description

本発明は、レーザ光を利用するレーザ光利用装置等に関するものである。

従来、発光ダイオード素子や半導体レーザ素子などの半導体発光素子から発せられる光を励起光とし、蛍光体と組み合わせた照明装置が知られている。励起光源としての発光ダイオード素子や半導体レーザ素子は、紫外〜青色領域の光を発する窒化物半導体が用いられることが多く、蛍光体としてはその波長域の光を緑色〜赤色の光に波長変換できるような材料が選択される。これにより、所望の色を照射する照明装置が得られる。このような照明装置は、たとえば、特許文献１に開示されている。

ここで、半導体発光素子から発せられる光は、ある強さ以上になると、人体に有害となる。特に、半導体レーザ素子から出射されるレーザ光はコヒーレント光であるため、直接眼に入ると極度にパワー密度が高くなり、眼に障害を与える可能性が高い。

一方、上記のような照明装置では、光源に半導体レーザ素子を用いた場合でも、レーザ光は蛍光体で散乱されるとコヒーレント光でなくなるため、レーザ光が蛍光体に照射されている限りにおいては、人間の眼に対する安全上の問題はないと言える。そのため、従来の電球などの光源に代えて、半導体レーザ素子を光源（励起光源）に用いる提案もなされている。

たとえば、特許文献２には、管腔内の被写体を照明する照明光の光源に半導体レーザを用いた電子内視鏡装置が提案されている。この電子内視鏡装置は、内視鏡挿入部と内視鏡挿入部に連結された装置本体部とからなる。装置本体部には、光源としての半導体レーザ素子（レーザチップ）が設置されており、この半導体レーザ素子から発振したレーザ光は、内視鏡挿入部内に設置された通信用ファイバーを伝送して、内視鏡挿入部の先端に設けられた蛍光体フィルタ（蛍光体部材）に照射される。蛍光体フィルタは、照射されたレーザ光により白色光を発光し、被写体を照明する。また、内視鏡挿入部の先端部には、イメージセンサを備えた撮像ユニットが設けられている。この撮像ユニットは、装置本体部内に設けられた信号処理部により駆動され、撮像ユニットからの撮像信号を信号処理して内視鏡画像をモニタに表示する。

上記のような電子内視鏡装置では、通信用ファイバーが折れる等の損傷が生じると、レーザ光が内視鏡挿入部外に漏れるおそれがある。このため、特許文献２では、このような事態が生じた場合でも、レーザ光が内視鏡挿入部外に漏れないような照明システムが用いられている。具体的には、信号処理部と撮像ユニットとを接続するケーブルの断線や短絡を電気的に感知し、ケーブルの断線や短絡を検知した場合には、レーザ光の出力を制御して、レーザ光が内視鏡挿入部外に漏れないように構成されている。

国際公開第２００２／０９１４８７号（２００２年１１月１４日公開） 特開２００８−７３３４６号公報（２００８年４月３日公開）

しかしながら、特許文献２の照明システムは、内視鏡装置以外の装置に適用することは非常に困難であり、仮に、適用できたとしても、構成が複雑になるという不都合がある。このため、内視鏡装置以外の一般照明等に適用する場合に、装置の小型化を図ることが困難になるという問題点がある。

また、上記照明システムでは、ケーブルの断線や短絡を伴わない故障が発生した場合には、内視鏡挿入部の外部に漏れ出たレーザ光を検知することはできない。つまり、上記のような照明装置を一般照明等に適用した場合、出射されたレーザ光が直接人間の眼に入るおそれがある。このため、このような事態が生じた場合には、人間の眼に対する安全性が低下するという問題が生じる。

本発明は、上記の問題を解決するためになされたもので、その目的は、レーザ光の有害性を低減させることが可能なレーザ光照射装置および車両用前照灯を提供することにある。

本発明に係るレーザ光利用装置は、上記の課題を解決するために、レーザ光を利用するレーザ光利用装置であって、上記レーザ光の所定の通過経路または照射領域から外れたレーザ光を受けて散乱光を発する散乱光出射部を備えることを特徴としている。

上記構成によれば、レーザ光が所定の通過経路または照射領域から外れた場合に、散乱光出射部がそのレーザ光を受けて散乱光を出射する。それゆえ、レーザ光が散乱光に変換されて出射されることになるので、レーザ光の有害性を低減できる。

本発明に係るレーザ光利用装置では、上記散乱光出射部は、上記所定の通過経路または照射領域に近接して配置されていることが好ましい。

上記構成によれば、所定の通過経路または照射領域に対して散乱光出射部が近接しているため、レーザ光が所定の通過経路または照射領域から少し外れただけでも散乱光を出射することができる。

本発明に係るレーザ光利用装置は、上記レーザ光を出射する光源と、上記所定の照射領域に配置され、上記光源から出射されたレーザ光を受けて蛍光を発する発光部と、を備えることが好ましい。

上記構成によれば、蛍光を照明光として出射できるので、レーザ光利用装置を任意の波長光源として利用できる。

本発明に係るレーザ光利用装置では、上記散乱光出射部は、上記所定の通過経路の途中において、当該通過経路から外れたレーザ光を受光することが好ましい。

上記構成によれば、所定の通過経路の途中から外れたレーザ光を確実に受けることができるので、レーザ光が外れた場合に確実に散乱光を出射できる。

本発明に係るレーザ光利用装置では、上記散乱光出射部が発した散乱光を検知する検知手段を備えることが好ましい。

上記構成によれば、レーザ光が所定の通過経路または照射領域から外れた場合に散乱光出射部が発する散乱光をレーザ利用装置内部で検知できる。そのため、例えば、その検知結果に基づいたレーザ光の出射停止（あるいはその指示）など、人体への安全性を担保できる処理を提供できる。

本発明に係るレーザ光利用装置では、上記検知手段が上記散乱光を検知したときに、上記レーザ光を出射する光源に対して、当該レーザ光の出射の停止を指示する停止指示手段を備えることが好ましい。

上記構成によれば、レーザ光が所定の通過経路または照射領域から外れた場合に、検知手段が散乱光を検知し、停止指示手段が光源からのレーザ光の出射を停止させることができる。それゆえ、レーザ光が装置の外部に漏れ出ることを防止できるので、人体に対する安全性を向上させることができる。

本発明に係るレーザ光利用装置では、上記所定の通過経路の途中に配置され、上記散乱光出射部に近接している光透過部材のレーザ光の透過率が９０％以上であるか、または上記所定の通過経路の途中に配置され、上記散乱光出射部に近接している光反射部材のレーザ光の反射率が９０％以上であることが好ましい。

上記構成によれば、レーザ光が効率よく所定の通過経路を形成できる。

本発明に係るレーザ光利用装置では、上記散乱光出射部は、上記散乱光として、所定の波長を有する蛍光を発することが好ましい。

上記構成によれば、所定の波長を有する蛍光に変換して出射することになるので、レーザ光の有害性を低減できる。

本発明に係るレーザ光利用装置では、上記散乱光出射部は、上記散乱光として、所定の波長を有する蛍光を発するものであり、上記所定の波長またはその近傍の波長を有する外光が上記検知手段の検知範囲へ進入することを防止する外光遮断手段を備えることが好ましい。

上記構成によれば、所定の波長を有する蛍光に変換して出射することになるので、レーザ光の有害性を低減できる。また、上記構成によれば、所定の波長またはその近傍の波長を有する外光の進入による検知手段の誤動作を抑制することができる。

本発明に係るレーザ光利用装置では、上記散乱光出射部が発する散乱光は、上記発光部が発する蛍光と異なる波長を有することが好ましい。

上記構成によれば、散乱光出射部が発する散乱光の波長が、発光部が発する蛍光の波長と異なっているため、容易にレーザ光のずれを検知することができる。

本発明に係る車両用前照灯は、上記に記載のレーザ光利用装置を備えることが好ましい。

上記構成によれば、上記のレーザ光利用装置と同様、レーザ光が所定の通過経路または照射領域から外れた場合でも、レーザ光の有害性を低減させることが可能な車両用前照灯を実現することができる。

本発明に係るレーザ光利用装置は、以上のように、上記レーザ光の所定の通過経路または照射領域から外れたレーザ光を受けて散乱光を発する散乱光出射部を備える構成である。

それゆえ、本発明のレーザ光利用装置は、レーザ光の有害性を低減させることができるという効果を奏する。

本発明の一実施形態に係るヘッドランプの概略構成を示す断面図である。 上記ヘッドランプが備えるフォトセンサの概略構成を示す断面図である。 上記ヘッドランプが備える集光レンズおよびレンズの概略構成を示す断面図である。 上記ヘッドランプが備える光ファイバーの入射端部の概略構成を示す斜視図である。 上記ヘッドランプが備える反射ミラーのレーザ光照射領域付近の概略構成を示す平面図である。 上記ヘッドランプが備えるハーフパラボラリフレクタの窓部周辺の概略構成を示す平面図である。 上記ヘッドランプが備える発光部周辺の概略構成を示す上面図である。 （ａ）は所定の通過経路の途中における故障時のレーザ光の通過経路の変遷を示す図であり、（ｂ）は所定の照射領域（所定の通過経路の終端）における故障時のレーザ光の通過経路の変遷を示す図である。 異常な動作状態になったときの上記ヘッドランプの処理の一例を示すフローチャートである。 発光部から出射された蛍光（照明光）の進行方向の一例を示す図であり、（ａ）は発光部周辺に散乱光出射部が設けられたパラボラリフレクタを備えるヘッドランプの概略構成を示す断面図であり、（ｂ）は図１に示すヘッドランプの概略構成を示す断面図であり、（ｃ）は図１３に示すヘッドランプの概略構成を示す断面図であり、 フォトセンサがハーフパラボラリフレクタの外部に設置された場合のヘッドランプの概略構成を示す断面図である。 フォトセンサがハーフパラボラリフレクタの内部に設置された場合のヘッドランプの概略構成を示す断面図である。 本発明の別の一実施形態に係るヘッドランプの概略構成を示す図である。

〔実施の形態１〕
本発明の実施の一形態について図１〜図１２に基づいて説明すれば、以下のとおりである。ここでは、本発明のレーザ光利用装置を備える照明装置の一例として、自動車用のヘッドランプ（レーザ光利用装置、車両用前照灯）１を例に挙げて説明する。ただし、本発明のレーザ光利用装置は、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。家庭用照明器具としては、例えば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。

ヘッドランプ１は、走行用前照灯（ハイビーム）の配光特性基準を満たしていてもよいし、すれ違い用前照灯（ロービーム）の配光特性基準を満たしていてもよい。

＜ヘッドランプ１の構成＞
図１は、本発明の一実施形態に係るヘッドランプ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２（光源）、集光レンズ１１（光透過部材）、光ファイバー１２（光透過部材）、レンズ１３（光透過部材）、反射ミラー１４（光反射部材）、発光部４、ハーフパラボラリフレクタ５、金属ベース７、フォトセンサ８（検知手段）、遮光フィルタ９（外光遮断手段）、散乱光出射部２１ａ〜２１ｆおよび停止指示部２２（停止指示手段）を備えている。なお、散乱光出射部２１ａ〜２１ｆを総称して「散乱光出射部２１」と称する場合がある。

図１に示すように、レーザ素子２から出射されたレーザ光が、集光レンズ１１、光ファイバー１２、レンズ１３、反射ミラー１４、ハーフパラボラリフレクタ５の窓部６を介して発光部４の受光面４１（所定の照射領域）に照射されるように、これらの部材がヘッドランプ１に設けられている。本実施の形態では、このレーザ光が発光部４の受光面４１に照射されるまでの光路、すなわちレーザ光がヘッドランプ１の光学設計どおりに形成したときの経路を、所定の通過経路と称する。

また、散乱光出射部２１によってレーザ光利用装置の基本構造が形成されている。すなわち、ヘッドランプ１は、このレーザ光利用装置を備えた構成ともいえる。

（レーザ素子２）
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。図１では、レーザ素子２が複数設けられており、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。

レーザ素子２は、例えば、１チップに１つの発光点（１ストライプ）を有し、光出力が１．０Ｗ、動作電圧が５Ｖ、電流が０．７Ａのものであり、直径５．６ｍｍのパッケージ（ステム）に封入されているものである。本実施の形態では、レーザ素子２を１０個用いており、光出力の合計は１０Ｗである。

また、レーザ素子２は、たとえば、波長４０５ｎｍで発振する青紫色半導体レーザからなる。このような青紫色半導体レーザは、Ａｌ_xＧａ_yＩｎ_zＮ（０≦ｘ≦１；０≦ｙ≦１；０≦ｚ≦１；ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）系窒化物を材料としている。レーザ素子２は、光を発する活性層の材料、組成を変えることで発振波長を紫外領域〜赤色領域まで変化させることも可能である。

（集光レンズ１１）
集光レンズ１１は、レーザ素子２から発振されたレーザ光を、光ファイバー１２の一方の端部である入射端部に入射させるためのレンズである。レーザ素子２と集光レンズ１１とのセットは、複数の光ファイバー１２のそれぞれと一対一で対応付けられている。すなわち、レーザ素子２は、集光レンズ１１を介して光ファイバー１２と光学的に結合されており、集光レンズ１１は、レーザ光の所定の通過経路の途中に配置されている。また、集光レンズ１１の大きさは、例えば直径５ｍｍである。

また、集光レンズ１１は、レーザ光が効率よくその通過経路を形成可能なように、そのレーザ光の透過率が９０％以上であることが好ましい。

（光ファイバー１２）
光ファイバー１２は、レーザ素子２が発振したレーザ光を発光部４へと導く導光部材である。すなわち、光ファイバー１２は、レーザ光の所定の通過経路の途中に配置されている。この光ファイバー１２は、中芯のコアを、当該コアよりも屈折率の低いクラッドで覆った２層構造を有しており、入射端部から入射したレーザ光は、光ファイバー１２の内部を通り、他方の端部である出射端部から出射する。光ファイバー１２の出射端部はフェルール等により束ねられてバンドル化されている。本実施の形態では、例えば、コア径が直径１２５μｍの光ファイバー１２を使用している。

（レンズ１３）
レンズ１３は、光ファイバー１２の出射端部から出射から出射したレーザ光を、発光部４に照射するためのものである。すなわち、レンズ１３は、レーザ光の所定の通過経路の途中に配置されている。また、レンズ１３は、発光部４の上面である受光面４１の全体にレーザ光が照射されるように、当該レーザ光を拡大するものである。これにより、レーザ光の蛍光への変換効率（レーザ光の利用効率）を高めることができる。また、レンズ１３の大きさは、例えば直径５ｍｍである。

また、レンズ１３は、集光レンズ１１と同様の理由から、そのレーザ光の透過率が９０％以上であることが好ましい。

（反射ミラー１４）
反射ミラー１４は、レンズ１３から出射されたレーザ光を反射して、その通過経路を変更することにより、ハーフパラボラリフレクタ５の窓部６を通って発光部４へと導くものである。すなわち、反射ミラー１４は、レーザ光の所定の通過経路の途中に配置されている。これにより、レーザ光の通過経路を自由に、かつ適切に変更できるので、ヘッドランプ１の設計自由度を高めることができる。

また、反射ミラー１４は、レーザ光が効率よくその通過経路を形成可能なように、そのレーザ光の反射率が９０％以上であることが好ましい。

上述した透過部材における透過率および反射部材における反射率が９０％以上であれば、効率的にレーザ光を転送することが出来る。このため、透過部材および反射部材に吸収されたレーザ光により生じる光（赤外光など）を少なく出来る。また、透過部材および反射部材から意図しない反射（異物や表面の凹凸による乱反射や表面反射など）による光を少なく出来る。このため、フォトセンサ８などの検知手段に入るノイズを低減させることができるので、検知手段はより容易に散乱光を検知できる。

（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（蛍光物質）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。発光部４がレーザ光を変換し、蛍光を照明光として出射するので、本発明のレーザ光利用装置を任意の波長光源（本実施の形態ではヘッドランプ１）として利用できる。

この発光部４は、金属ベース７の上かつハーフパラボラリフレクタ５のほぼ焦点位置、すなわちレーザ光の所定の照射領域に配置されている。本実施の形態では、発光部４は金属ベース７の上に塗布されて形成されている。この配置により、発光部４から出射した蛍光は、ハーフパラボラリフレクタ５の反射曲面に反射することで、その光路が制御される。すなわち、本実施の形態の発光部４は、レーザ光の入射面（受光面４１）側に蛍光を出射する反射型の発光部であるといえる。なお、受光面４１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。

ここで、反射型の発光部とは、レーザ光が入ってきた側に光を取り出す発光部のことをいう。

また、ヘッドランプの照明光は、所定の範囲の色度を有する白色にしなければならないことが、法律により規定されている。そのため、発光部４には、照明光が白色となるように選択された蛍光体が含まれている。

例えば、青色、緑色および赤色の蛍光体を発光部４に含め、４０５ｎｍのレーザ光を照射すると白色光が発生する。この場合、例えば、レーザ素子２から発せられる波長４０５ｎｍのレーザ光を吸収して青色（波長；４４０ｎｍ〜４８０ｎｍ）、緑色（波長；５００ｎｍ〜５４０ｎｍ）、赤色（波長；６１０ｎｍ〜６５０ｎｍ）の光を発するような蛍光体がそれぞれ選択される。そして、これらの蛍光体（青色蛍光体、緑色蛍光体および赤色蛍光体）が混合されて、発光部４に分散されている。

または、黄色（波長；５４０ｎｍ〜５８０ｎｍ）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）のレーザ光（または、４４０ｎｍ以上４９０ｎｍ以下の波長範囲にピーク波長を有する、いわゆる青色近傍のレーザ光）を照射することでも白色光が得られる。その他、青色蛍光体と黄色蛍光体との組み合わせや、青緑色（波長；４７０ｎｍ〜５２０ｎｍ）蛍光体と赤色蛍光体との組み合わせなども可能である。また、白色光以外の色の光を照明光として出射する場合、蛍光体を適宜選択することで、所望の発光色が得られる。

発光部４の蛍光体として、例えば、酸窒化物系蛍光体（例えば、サイアロン蛍光体）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。これらの蛍光体は、レーザ素子２から発せられた高い出力（および／または光密度）のレーザ光に対しての熱耐性が高く、レーザ照明光源に最適である。ただし、発光部４の蛍光体は、上述のものに限定されず、窒化物蛍光体など、その他の蛍光体であってもよい。

より具体的には、青色蛍光体であれば、たとえば、Ｃｅ賦活ＪＥＭ蛍光体、Ｃｅ賦活Ｌａ−ｎ相蛍光体、Ｅｕ賦活ＡｌＮ蛍光体などを用いることができる。緑色蛍光体であれば、たとえば、Ｅｕ賦活β−ＳｉＡｌＯＮ蛍光体、Ｃｅ賦活（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ₃蛍光体、Ｃｅ賦活Ｓｒ₂Ｓｉ₅Ｎ₈蛍光体、Ｙｂ賦活α−ＳｉＡｌＯＮ蛍光体などを用いることができる。黄色蛍光体であれば、たとえば、Ｅｕ賦活α−ＳｉＡｌＯＮ蛍光体、ＹＡＧ（イットリウム・アルミニウム・ガーネット）蛍光体、Ｃｅ賦活ＣａＡｌＳｉＮ₃蛍光体などを用いることができる。赤色蛍光体であれば、たとえば、Ｍｎ賦活０．５ＭｇＦ₂・３．５ＭｇＯ・ＧｅＯ₂蛍光体、Ｅｕ賦活（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ₃蛍光体、Ｅｕ賦活ＣａＡｌＳｉＮ₃蛍光体、Ｅｕ賦活Ｓｒ₂Ｓｉ₅Ｎ₈蛍光体などを用いることができる。さらに、青緑色蛍光体であれば、たとえば、Ｅｕ賦活（Ｂａ，Ｓｒ）₂Ｓｉ₂Ｏ₂Ｎ₂蛍光体などを用いることができる。

発光部４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）、シリコーン樹脂等の樹脂材料である。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。

また、発光部４は、ハーフパラボラリフレクタ５の窓部６から入射されたレーザ光が照射される受光面４１を有している。発光部４の形状は、例えば受光面４１の直径２ｍｍ、高さ（厚み）０．２ｍｍの略円柱構造となっている。すなわち、受光面４１は略円形状となっている。発光部４の直径及び高さは、蛍光の利用効率、所定の光量および放射効率を考慮して決定されることが好ましい。

（ハーフパラボラリフレクタ５）
ハーフパラボラリフレクタ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。このハーフパラボラリフレクタ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。

ハーフパラボラリフレクタ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って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。また、ハーフパラボラリフレクタ５を正面から見た場合、その開口部（照明光の出口）は半円である。本実施の形態では、その開口部は半径３０ｍｍの半円である。

また、レーザ素子２は、ハーフパラボラリフレクタ５の外部に配置されており、ハーフパラボラリフレクタ５には、レーザ光を透過または通過させる窓部６が形成されている。すなわち、ハーフパラボラリフレクタ５の窓部６がレーザ光の所定の通過経路の途中となるように、ハーフパラボラリフレクタ５がヘッドランプ１に配置されている。この窓部６は、開口部であってもよいし、レーザ光を透過可能な透明部材を含むものであってもよい。例えば、レーザ光を透過し、白色光（発光部４の蛍光）を反射するフィルタを設けた透明板を窓部６として設けてもよい。この構成では、発光部４の蛍光が窓部６から漏れることを防止できる。

また、上記透明板に代えて、レーザ光を透過し、散乱光出射部２１が出射する蛍光の波長（所定の波長）またはその近傍の波長を有する外光がフォトセンサ８の検知範囲へ進入することを防止するフィルタ（外光遮断手段）を備えていてもよい。この構成では、窓部６からの外光の進入によるフォトセンサ８の誤動作を抑制することができる。

なお、ハーフパラボラリフレクタ５の一部にパラボラではない部分を含めてもよい。また、発光部４から出射された蛍光を照明光として開口部から出射する反射鏡としては、ハーフパラボラリフレクタ５に限定されず、楕円面リフレクタや半球面リフレクタであってもよい。すなわち、上記反射鏡は、回転軸を中心として図形（楕円、円、放物線）を回転させることによって形成される曲面の少なくとも一部をその反射面に含んでいるものであればよい。但し、蛍光の利用効率を考慮すれば、後述のように、反射鏡としてパラボラリフレクタを利用しないことが好ましい。

ハーフパラボラリフレクタ５の深さは、例えば８０ｍｍであるが、照明光のスポットの全体をバランス良く照らすことを考慮すれば、当該ハーフパラボラリフレクタ５の開口部の形状に含まれる円または半円の半径とほぼ等しいことが好ましい。なお、ハーフパラボラリフレクタ５の深さとは、ハーフパラボラリフレクタ５の開口部を含む平面（遮光フィルタ９が備えられた平面）からハーフパラボラリフレクタ５の頂点までの距離である。換言すれば、ハーフパラボラリフレクタ５の深さとは、ハーフパラボラリフレクタ５の開口部を含む平面から反射曲面上に下ろした垂線の長さのうち、最も長い長さである。

また、照明光スポットの照度分布は、発光装置の用途に応じて変化するため、ハーフパラボラリフレクタ５の深さを調節可能にし、用途に応じて照明光スポットの照度分布を調節できるようにしてもよい。

（金属ベース７）
金属ベース７は、発光部４を支持する板状の支持部材であり、金属（例えば、銅や鉄）からなっている。それゆえ、金属ベース７は熱伝導性が高く、発光部４の発熱を効率的に放熱することができる。本実施の形態では、金属ベース７は、銅からなるものであり、発光部４が配置される側の表面にアルミニウムが蒸着されている。または、金属ベース７は、銀メッキ加工された銅板で実現されてもよい。

なお、発光部４を支持する部材は、金属からなるものに限定されず、金属以外の熱伝導性が高い物質（ガラス、サファイアなど）を含む部材でもよい。ただし、発光部４と当接する金属ベース７の表面は反射面として機能することが好ましい。上記表面が反射面であることにより、発光部４の上面から入射したレーザ光が蛍光に変換された後に、当該反射面で反射させてハーフパラボラリフレクタ５へ向かわせることができる。または、発光部４の上面から入射したレーザ光を上記反射面で反射させて、再度発光部４の内部に向かわせて蛍光に変換することができる。

金属ベース７は、ハーフパラボラリフレクタ５によって覆われているため、ハーフパラボラリフレクタ５の反射曲面（放物曲面）と対向する面を有していると言える。金属ベース７の発光部４が設けられている側の表面は、ハーフパラボラリフレクタ５の回転放物面の回転軸と概ね平行であり、当該回転軸を概ね含んでいることが好ましい。

（フォトセンサ８）
フォトセンサ８は、散乱光出射部２１が発した散乱光を検知するものである。フォトセンサ８の設置により、レーザ光が所定の通過経路または照射領域から外れた場合に散乱光出射部２１が発した散乱光をヘッドランプ１内部で検知できる。また、フォトセンサ８は、停止指示部２２と接続されており、散乱光を検知するとその旨（検知確認信号）を停止指示部２２に送信する。

ヘッドランプ１に衝撃などが与えられ、レーザ光が所定の通過経路または照射領域から外れた場合（故障した場合）、そのレーザ光は、所定の通過経路または照射領域と近接するように設けられた散乱光出射部２１に照射され、散乱光に変換される。フォトセンサ８は、このとき散乱光出射部２１から出射される散乱光を検知するもの、すなわちレーザ光が所定の通過経路または照射領域から外れたことを検知するためのものである。後述のように、フォトセンサ８の当該検知をトリガとして、停止指示部２２がレーザ素子２のレーザ光の出射を停止させ、人体に対する安全性の向上を図っている。

また、フォトセンサ８は、散乱光出射部２１が出射した散乱光を検知可能な範囲（検知範囲）、すなわち当該散乱光が形成する所定の立体角内に設置されている。例えば、図１に示すように、散乱光出射部２１ｆから出射された散乱光を検知するために、フォトセンサ８は、フォトセンサ８の散乱光入射面（検知面）が散乱光出射部２１ｆ（発光部４）側を向くように、ハーフパラボラリフレクタ５の一部に形成された穴部に設置されている。この場合、発光部４に対してハーフパラボラリフレクタ５の開口部とは反対側（すなわちハーフパラボラリフレクタ５の頂点側）に設置されることが好ましい。この場合、発光部４から出射され、ハーフパラボラリフレクタ５の開口部に向かう蛍光がフォトセンサ８に照射され、蛍光の利用効率が低下することを防ぐことができる。

なお、図１では、一例として、散乱光出射部２１ｆから出射された散乱光を検知するフォトセンサ８のみが図示されているが、散乱光出射部２１ａ〜２１ｅの近傍にはそれぞれの散乱光出射部２１に対応するフォトセンサ８が設置されている。また、フォトセンサ８は、これらの散乱光出射部２１ａ〜２１ｅそれぞれから出射された散乱光を検知可能な範囲内にそれぞれ設置されている。

本実施の形態では、散乱光出射部２１は、レーザ光が照射されると、赤外光に変換され、その赤外光（波長；７５０ｎｍ近傍）を散乱光として出射する。この場合、フォトセンサ８としては、赤外光の感度が高いフォトセンサ、例えば浜松フォトニクス製のＳ２３８６−１８ｋが用いられる。このフォトセンサ８の散乱光入射面の直径は、約４．７ｍｍである。

また、図２に示すように、フォトセンサ８には、散乱光を透過し、当該散乱光の波長近傍以外の波長を有する光を遮断する透過フィルタ１０が、フォトセンサ８の散乱光入射面に密着して設置されている。これにより、フォトセンサ８は、散乱光出射部２１から出射された散乱光のみを適切に検知することができる。

散乱光出射部２１が散乱光としての赤外光を出射する場合、透過フィルタ１０としては、例えば、赤外光よりも短い波長７００ｎｍ以下の光を遮断し、それより長い波長を透過可能な日進電子工業製のＩＲ−７０が用いられる。この透過フィルタ１０は円形状の平板であり、その直径は６ｍｍである。

（遮光フィルタ９）
図１に示すように、ハーフパラボラリフレクタ５の開口部には、散乱光出射部２１ｆが発する散乱光の波長またはその近傍の波長を有する外光が、ハーフパラボラリフレクタ５（フォトセンサ８の検知範囲）内に進入することを防止する遮光フィルタ９が設置されている。

フォトセンサ８の検知範囲内に、上記散乱光以外の光で、かつ散乱光の波長またはその近傍の波長を有している光が進入した場合、フォトセンサ８は、その光を散乱光として検知してしまう。その結果、フォトセンサ８が検知確認信号を停止指示部２２に送信することとなり、レーザ光が所定の通過経路または照射領域から外れていないにも関わらず、レーザ光の出射が停止、すなわちヘッドランプ１が消灯状態となってしまう。

遮光フィルタ９をハーフパラボラリフレクタ５の開口部に備えることにより、ハーフパラボラリフレクタ５に設置されたフォトセンサ８が検知可能な波長を有する外光がその検知範囲へ進入することを防止することができる。このため、レーザ光が所定の通過経路または照射領域から外れていないときには、その検知範囲内に上記外光がほとんど存在しないようにすることができるので、フォトセンサ８が、レーザ光が所定の通過経路または照射領域から外れたときに散乱光出射部２１ｆから出射された散乱光を確実に検知できる。それゆえ、外光によるフォトセンサ８の誤動作を防止することができる。

また、遮光フィルタ９は、発光部４から出射された蛍光（白色光）を透過するものである。このため、フォトセンサ８の誤動作の原因となる外光を遮断するとともに、発光部４から出射された蛍光を照明光として開口部から出射させることができる。

散乱光出射部２１から散乱光として赤外光が出射される場合、遮光フィルタ９としては、赤外光が有する波長またはその近傍の波長を有する外光の進入を防止する、例えば光伸化学工業製のＩＲＣ−６５Ｓが用いられる。また、遮光フィルタ９は開口部を覆うことが可能な大きさおよび形状であればよく、本実施の形態では直径３０ｍｍの半円形状である。

また、フォトセンサ８は、散乱光出射部２１ａ〜２１ｅとも一対一に設置されている。そのため、例えば、一対の散乱光出射部２１とフォトセンサ８とを少なくとも囲み、上記外光の進入を防止する機能を有する筐体（例えば遮光フィルタ９と同様の材質からなる筐体）（不図示）が、散乱光出射部２１ａ〜２１ｅのそれぞれに対して設けられている。すなわち、各フォトセンサ８に対して、上記外光が各フォトセンサ８の検知範囲へ進入することを防止するための閉鎖した空間を形成する部材が設けられている。または、上記機能を有し、ヘッドランプ１全体を囲む筐体を設けてもよい。これにより、散乱光出射部２１ａ〜２１ｅに対応する各フォトセンサ８についても、上記外光による誤動作を防ぐことができる。

（散乱光出射部２１）
散乱光出射部２１は、ヘッドランプ１に対する衝撃などによりレーザ光が所定の通過経路または照射領域から外れた場合に、そのレーザ光を受けて散乱光を発するものである。すなわち、散乱光出射部２１は、レーザ光を受けて、その表面もしくは内部の凹凸によりレーザ光を乱反射させることで散乱光を出射する、または、レーザ光を受けて蛍光に変換することで散乱光を出射するものである。

これにより、レーザ光が所定の通過経路または照射領域から外れた場合に、レーザ光が散乱光に変換されて出射されることになるので、レーザ光の有害性を低減できる。また、この散乱光をフォトセンサ８が検知することにより、レーザ光が所定の通過経路または照射領域から外れたかどうかを確実に判断することができる。また、その検知により、レーザ光の出射を停止できるので、レーザ光がヘッドランプ１の外部に漏れ出ることによって人体に与える影響を抑制できる。なお、散乱光出射部２１の形成方法については、発光部４と同様であるので、説明を省略する。

なお、この散乱光は、レーザ光が所定の通過経路を形成している（通過経路から外れていない状態、正常な動作状態）場合にフォトセンサ８の検知範囲に存在しない光（例えば、散乱光出射部２１ｆであれば白色光以外の光）であることが好ましい。この場合、フォトセンサ８は、正常な動作状態において存在しない光を検知することになるので、フォトセンサ８の検知精度を高めることができる。

散乱光出射部２１は、所定の通過経路または照射領域から外れたレーザ光を受けることが可能なように、（１）集光レンズ１１、レンズ１３、（２）光ファイバー１２の入射端部（光学経路部品の接続部）、（３）反射ミラー１４、（４）ハーフパラボラリフレクタ５の窓部６、（５）発光部４のそれぞれに接するように設置されている。すなわち、（１）〜（４）の場合、散乱光出射部２１は、所定の通過経路に近接して配置されている。また、散乱光出射部２１は、所定の通過経路の途中において、当該通過経路から外れたレーザ光を受光するように配置されている。この場合、その通過経路の途中におけるレーザ光漏れを確実に防ぐこと、すなわち通過経路の途中におけるレーザ光の安全性を保障できる。一方、（５）の場合、散乱光出射部２１は、所定の通過経路の終端（末端）である所定の照射領域に近接して配置されている。この場合、その通過経路の終端におけるレーザ光漏れを防ぐこと、すなわち通過経路の終端におけるレーザ光の安全性を保障できる。

また、散乱光出射部２１は、所定の通過経路または照射領域に近接しているので、レーザ光が所定の通過経路または照射領域から少し外れただけでも散乱光を直ちに出射することができる。

ここで、図３〜図７に基づいて、上記（１）〜（５）のそれぞれの部材近傍に設けられる散乱光出射部２１ａ〜２１ｆについて説明する。

図３は、集光レンズ１１およびレンズ１３の概略構成を示す断面図であり、上記（１）の場合の設置例である。同図に示すように、集光レンズ１１およびレンズ１３の周辺部にはそれぞれ、ドーナツ形状の散乱光出射部２１ａおよび２１ｃが設けられている。その長さｄは、例えば２ｍｍである。

また、図４は、光ファイバー１２の入射端部の概略構成を示す斜視図であり、上記（２）の場合の設置例である。同図に示すように、光ファイバー１２の入射端部で、かつレーザ光が入射される側の表面に、散乱光出射部２１ｂが設けられている。散乱光出射部２１ｂは、例えば赤外蛍光体が用いられる場合、赤外蛍光体がその入射端部の表面に塗布して形成されている。その長さｄは、例えば２ｍｍである。

また、図５は、反射ミラー１４のレーザ光照射領域付近の概略構成を示す平面図であり、上記（３）の場合の設置例である。同図に示すように、反射ミラー１４のレーザ光反射面の中心領域（所定の通過経路を含む領域）の周辺部に散乱光出射部２１ｄが設けられている。例えば、所定の通過経路の中心軸（レーザ光の光軸）と反射ミラー１４のレーザ光反射面との交点を中心とした、直径（図５のｄｐ）３ｍｍの円の周辺部に、長さ２ｍｍ（図５のｄ）のドーナツ形状の散乱光出射部２１ｄが形成されている。散乱光出射部２１ｄは、例えば赤外蛍光体が用いられる場合、赤外蛍光体がそのレーザ光反射面に塗布して形成される。

また、図６は、ハーフパラボラリフレクタ５の窓部６周辺の概略構成を示す平面図であり、上記（４）の場合の設置例である。同図に示すように、窓部６の周辺部にドーナツ形状の散乱光出射部２１ｅが設けられている。レーザ光の入射方向（反射ミラー１４側）から窓部６を見たとき、窓部６の大きさは直径３ｍｍ（図６のｄｐ）、散乱光出射部２１ｅの長さは２ｍｍ（図６のｄ）である。散乱光出射部２１ｅは、例えば赤外蛍光体が用いられる場合、当該周辺部（すなわちハーフパラボラリフレクタ５）に塗布して形成されている。

また、図７は、発光部４周辺の概略構成を示す上面図であり、上記（５）の場合の設置例である。同図に示すように、例えば、直径２ｍｍの発光部４の受光面４１の周辺部に、長さ２ｍｍ（図７のｄ）のドーナツ形状の散乱光出射部２１ｆが形成されている。散乱光出射部２１ｆは、例えば赤外蛍光体が用いられる場合、当該周辺部（すなわち金属ベース７）に塗布して形成されている。

上記のように、発光部４周辺の散乱光出射部２１は、その厚みが発光部４より厚く、且つ、発光部４に近接している。このように、発光部４は、散乱光出射部２１により囲まれている（散乱光出射部２１により、発光部４の側面だけでなく斜め上からも囲まれている）ため、発光部４の蛍光体のみ脱落（あるいは発光部４のみ金属ベース７から剥離）することを抑制できる（図１参照）。発光部４と散乱光出射部２１との高さ（厚み）の差（高低差）は、少なくともその２．５％以上（発光部４の直径が２ｍｍの場合、０．０５ｍｍ以上）、好ましくは１０％〜２０％以上であるとよい。この高低差は、正常な動作状態において、レーザ光の入射角度により散乱光出射部２１が邪魔にならない（散乱光出射部２１が発光部４へのレーザ光の入射を妨げない）範囲で適切に調整されるとよい。

なお、上記では、散乱光出射部２１の長さは２ｍｍでなくてもよく、所定の通過経路または照射領域からレーザ光が外れたときに、そのレーザ光が確実に照射される領域を形成できる長さであればよい。また、上記では、散乱光出射部２１が各部の周辺部全域に形成されている場合について説明したが、これに限らず、少なくともその一部に形成されていてもよい。但し、確実にレーザ光漏れを検知するためには、各部の周辺部全域に形成されていることが好ましい。

さらに、散乱光出射部２１は、散乱光として、レーザ光を受けて、発光部４が発する蛍光の波長またはその近傍の波長とは異なる所定の波長を有する蛍光を発するものである。この場合、レーザ光を蛍光に変換して出射することになるので、レーザ光の有害性を低減できる。また、レーザ光が散乱光出射部２１の表面（レーザ光入射面）で直接反射することも抑制できる。

また、散乱光出射部２１が発する散乱光が、発光部４が発する蛍光と異なる波長を所定の波長として有する場合には、フォトセンサ８あるいはユーザが容易にレーザ光のずれを検知することができる。

本実施の形態では、散乱光出射部２１は、その蛍光として赤外光を発する蛍光体（赤外蛍光体）を含んでいる。赤外蛍光体としてはＳｒＢ₈Ｏ₁₃：Ｓｍ、ＬｉＡｌＯ₂：Ｆｅ³⁺などが挙げられる。これらの蛍光体を用いた場合、散乱光出射部２１は、波長４５０ｎｍ以下のレーザ光を６５０ｎｍより長い波長を有する赤外光に変換できる。この赤外光は、ヘッドランプ１の照明光として利用される可能性が低いため、フォトセンサ８が検知しやすい光といえる。

また、特に発光部４に接するように設置された散乱光出射部２１ｆに赤外蛍光体を用いた場合の利点としては、
・発光部４の白色光発光時に発せされる赤外光の光量がわずかであるため、フォトセンサ８の検知精度を高めることができる、
・フォトセンサ８の検知範囲への赤外光（外光）の進入の防止は、赤外光を遮断する遮光フィルタ９などの光学フィルタにより容易に実現できる、
・発光部４から出射された蛍光を照明光として用いる場合、上記光学フィルタの当該照明光（可視光）の透過率が高いため、当該光学フィルタを設けることによる設計上の制限事項が少ない、
などが挙げられる。

なお、散乱光出射部２１に赤外蛍光体を用いるほか、紫外光を発する蛍光体（紫外蛍光体）を用いてもよい。この紫外蛍光体としては、上方変換材料、２光子吸収材料などが挙げられる。特に散乱光出射部２１ｆに紫外蛍光体を用いた場合には、赤外蛍光体を用いた場合と同様の利点が得られる。

また、散乱光出射部２１ａ〜２１ｅについては、発光部４から出射される蛍光の影響を受けにくい波長の蛍光体を選択すればよく、必ずしも散乱光出射部２１ｆと同様に赤外蛍光体または紫外蛍光体を用いる必要はない。

また、散乱光出射部２１は、レーザ光の波長を変化させず、レーザ光を乱反射させることで散乱光を発してもよい。この場合、散乱光出射部２１としては、すりガラスや、その表面もしくはその内部に凹凸が形成されたガラス、フロストガラス、型板ガラスなどが用いられる。この場合の凹凸の大きさは、１ｎｍ〜１００μｍ程度であればよい。また、散乱光出射部２１は、ガラス中に１ｎｍ〜１００μｍ程度の大きさの粒子（例えばアルミナ粒子）を混入することで、レーザ光を乱反射させ、散乱光を出射してもよい。

なお、散乱光出射部２１に紫外蛍光体または上記種々のガラスが用いられる場合には、紫外光またはレーザ光の波長（あるいはその近傍の波長）を有する光を検知可能なフォトセンサ８、これらの光を透過する透過フィルタ１０、これらの光が外光として検知範囲に進入することを防止する遮光フィルタ９や筐体などが用いられる。

以上のように、上記（１）〜（４）のように、レーザ光が形成する所定の通過経路の途中において、その通過経路に近接して散乱光出射部２１を設ける、または、上記（５）のように、レーザ光が形成する所定の照射領域に近接して散乱光出射部２１を設ける。

例えば上記（１）の場合（所定の通過経路の途中に光学部材が存在する場合）、図８（ａ）に示すように、正常な動作状態の場合には、レーザ光のすべてが集光レンズ１１を透過し、安全性が保障された状態でヘッドランプ１を利用できる。一方、ヘッドランプ１が故障するなどして異常な動作状態となった場合には、所定の通過経路からレーザ光が外れ、当該レーザ光が散乱光として散乱光出射部２１ａから出射される。なお、図８（ａ）では集光レンズ１１の形状については省略している。

また、上記（５）の場合（所定の照射領域に発光部がある場合）も同様に、図８（ｂ）に示すように、正常な動作状態の場合には、レーザ光のすべてが発光部４において蛍光（照明光）に変換される一方、異常な動作状態となった場合には、所定の照射領域からレーザ光が外れ、当該レーザ光が散乱光として散乱光出射部２１ｆから出射される。

このように、ヘッドランプ１では、所定の通過経路または照射領域からレーザ光が外れた場合であってもそのレーザ光が散乱光に変換されるので、レーザ光の有害性を低減でき、人体に対する安全性を向上させることができる。このため、ヘッドランプ１の外部に散乱光を出射させることもでき、当該出射が可能なようにヘッドランプ１が設計されている場合には、当該散乱光をユーザが視認して、所定の通過経路または照射領域から外れた状態（異常な動作状態）であることを認識することも可能である。

また、フォトセンサ８を用いて散乱光を検知することにより、高速にレーザ光が所定の通過経路または照射領域から外れたことを判断できるので、高速なレーザ光の出射停止を可能とする。したがって、異常な動作状態となった直後に瞬時にヘッドランプ１を消灯状態にすることができるので、安全性の高いヘッドランプを提供できる。また、このときの消灯、あるいは上記の散乱光の視認により、ユーザは、当該ヘッドランプ１の故障を迅速に認識できる。

さらに、所定の通過経路または照射領域から外れたレーザ光が散乱光に変換されることにより、当該レーザ光が照射された箇所が発熱し、当該箇所が損傷することを抑制できる。

なお、散乱光出射部２１がすりガラスなどで実現されている場合には、フォトセンサ８に代わる検知部材が、発光部４から出射される白色光の光量変化、あるいは集光レンズ１１などの光学部材レーザ光の光量変化を検知する構成であってもよい。この場合であっても、故障時のレーザ光のずれを検知できる。

（停止指示部２２）
停止指示部２２は、各フォトセンサ８が各散乱光出射部２１ａ〜２１ｆから出射された散乱光を検知したときに、すなわちフォトセンサ８から検知確認信号を受信したときに、レーザ素子２に対して、レーザ光の出射の停止を指示するものである。例えば、レーザ素子２には、散乱光が検知されたときにレーザ素子２への電源供給を停止する緊急遮断回路（不図示）が接続されており、停止指示部２２は、その緊急遮断回路を作動させることにより、レーザ光の出射を停止させる。

ここで、図９に基づいて、異常な動作状態になったときのヘッドランプ１の処理の一例について説明する。

まず、ユーザによりヘッドランプ１の点灯指示がなされると（Ｓ１）、レーザ素子２がレーザ光を出射する（Ｓ２）。これにより、ヘッドランプ１は、レーザ素子２から出射されたレーザ光が発光部４によって蛍光に変換され、当該蛍光を照明光として出射する。

その後、衝撃などを受けるなどのトラブルが発生し、レーザ光が所定の通過経路または照射領域から外れると（Ｓ３）、そのレーザ光は、散乱光出射部２１（赤外蛍光体）に照射される（Ｓ４）。散乱光出射部２１がそのレーザ光を赤外光に変換して出射すると（Ｓ５）、フォトセンサ８は、その検知範囲内に進入した赤外光を検知する（Ｓ６）。フォトセンサ８は、レーザ光の出射停止をレーザ素子２に対して指示する（Ｓ７）。すなわち、フォトセンサ８は、検知確認信号を緊急遮断回路に送信し、当該回路を作動させることにより（Ｓ８）、レーザ素子２からのレーザ光の出射が停止する。これにより、ヘッドランプ１が消灯状態となる（Ｓ９）。

このように、ヘッドランプ１の故障時など、レーザ光が所定の通過経路または照射領域から外れた場合に、そのレーザ光がヘッドランプ１の外部に漏れ出ることを防止できるので、人体に対する安全性を向上させ、その安全性を確実に保障できる。

（パラボラリフレクタとの対比）
図１０（ａ）は、発光部４周辺に散乱光出射部２１ｆが設けられたパラボラリフレクタ１００を備えるヘッドランプの概略構成を示す断面図である。この場合、発光部４および散乱光出射部２１ｆは、ガラスなどからなる略円形状の透明板３０に接着（塗布）されている。透明板３０は、発光部４がパラボラリフレクタ１００の焦点位置に配置されるように、パラボラリフレクタ１００に内接している。そして、このヘッドランプでは、反射ミラー１４で反射したレーザ光がパラボラリフレクタ１００の開口部から入射し、発光部４の受光面４１に照射される。

この構成の場合、発光部４から出射された蛍光が、ヘッドランプの照明光出射方向（パラボラリフレクタ１００の開口部側）とは反対方向（パラボラリフレクタ１００の頂点側）にも出射される。その頂点側に出射された蛍光は、パラボラリフレクタ１００で反射した後、散乱光出射部２１ｆに到達する（例えば図１０（ａ）のＡ）。すなわち、パラボラリフレクタ１００の場合、発光部４から出射された蛍光が照明光としてパラボラリフレクタ１００の開口部から出射されることなく、散乱光出射部２１ｆでその光路を遮断されてしまう可能性がある。

一方、本実施の形態では、図１０（ｂ）に示すように、ハーフパラボラリフレクタ５を備えたヘッドランプ１では、発光部４をハーフパラボラリフレクタ５の焦点位置に配置しても、発光部４が金属ベース７の上に配置されるため、発光部４に照射された蛍光が散乱光出射部２１ｆによってその光路を遮断されることがない。このため、パラボラリフレクタ１００に散乱光出射部２１ｆを設けた場合に比べ、当該蛍光の利用効率を高めることができる。

（フォトセンサ８の設置位置の変形例）
次に、図１１および図１２に基づいて、散乱光出射部２１ｆから出射された散乱光を検知するフォトセンサ８の設置位置の変形例について説明する。図１１は、フォトセンサ８がハーフパラボラリフレクタ５の外部に設置された場合のヘッドランプ１の概略構成を示す断面図である。図１２は、フォトセンサ８がハーフパラボラリフレクタ５の内部に設置された場合のヘッドランプ１の概略構成を示す断面図である。

図１１では、散乱光出射部２１ｆから出射された散乱光を検知可能な範囲に穴部が形成され、その穴部に光ファイバー３２の入射端部が挿入されている。また、光ファイバー３２の出射端部が、透過フィルタ１０を介して、フォトセンサ８のレーザ光入射面と対向して設けられている。また、フォトセンサ８と光ファイバー３２の出射端部との光学的な接続領域に、散乱光の波長またはその近傍の波長を有する光（例えば外光）の進入を防止する筐体３１（外光遮断手段）が設けられている。これにより、当該光によるフォトセンサ８の誤動作を防止できる。図１１では、筐体３１は、ハーフパラボラリフレクタ５に接着し、光ファイバー３２全体とフォトセンサ８のレーザ光入射面とを囲んでいるが、これに限らず、少なくとも上記の接続領域（フォトセンサ８の検知範囲）を囲んでいればよい。

光ファイバー３２は光ファイバー１２と同じ大きさおよび形状を有しており、そのコア径は１２５μｍである。一方、フォトセンサ８の散乱光入射面の直径は約４．７ｍｍである。したがって、図１１のように、フォトセンサ８が光ファイバー３２を介して散乱光を検知する場合には、図１のようにフォトセンサ８をハーフパラボラリフレクタ５に直接設ける場合に形成される穴部に比べ、光ファイバー３２を挿入する穴部を小さく形成できる。そのため、その穴部によるハーフパラボラリフレクタ５の蛍光の反射効率の低下を抑制できる。

また、図１２では、フォトセンサ８は、発光部４に対してハーフパラボラリフレクタ５の頂点側で、かつ金属ベース７に形成された穴部に設置されている。また、フォトセンサ８は、散乱光出射部２１ｆと隣接して設けられている。このように配置した場合には、フォトセンサ８が、発光部４から出射された蛍光が形成する、ハーフパラボラリフレクタ５に照射されるまでの光路上に存在しないため、当該蛍光がフォトセンサ８に照射されることがない。すなわち、フォトセンサ８を、ヘッドランプ１の照明光の出力光量に依存しない位置に配置することで、図１１と同様、ハーフパラボラリフレクタ５の蛍光の反射効率の低下を抑制できる。

（レーザ光利用装置の適用範囲）
上述のように、レーザ光利用装置の基本構造は、散乱光出射部２１によって形成されている。

例えば、図３〜図７にそれぞれ示す上記（１）〜（５）の各部材に散乱光出射部２１ａ〜２１ｆが設けられている。このため、本発明のレーザ光利用装置は、ヘッドランプ１に限らず、上記（１）〜（５）のそれぞれに示すレンズ、光ファイバー、反射ミラー、リフレクタ、発光部などの散乱光出射部２１を備えた各光学部材により実現できる。すなわち、本発明のレーザ光利用装置は、照明装置に限定されず、所定の通過経路にレーザ光を出射する出射装置、あるいは所定の照射領域にレーザ光を照射する照射装置にも適用できる。

また、レーザ光利用装置の基本構造が、散乱光出射部２１に加え、フォトセンサ８および停止指示部２２によって形成されている場合、散乱光出射部２１ａ〜２１ｆのそれぞれに対してフォトセンサ８が設けられ、各フォトセンサ８は、散乱光の検知結果を送信可能なように、停止指示部２２に接続されている。この基本構造の場合も、本発明のレーザ光利用装置を、上記の各光学部材により実現できる。

また、本発明のレーザ光利用装置は、必ずしもレーザ素子を備えている必要はなく、当該装置の外部からレーザ光が入射され、そのレーザ光が、当該装置が備える上記光学部材を透過、あるいは上記光学部材で反射されることにより、所定の通過経路または照射領域を形成できる構成となっていればよい。

〔実施の形態２〕
本発明の他の実施形態について図１０および図１３に基づいて説明すれば、以下のとおりである。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。図１３は、楕円面リフレクタ５１を備えるヘッドランプ１ａの概略構成を示す図である。

（楕円面リフレクタ５１）
楕円面リフレクタ５１は、ハーフパラボラリフレクタ５と同様、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。楕円面リフレクタ５１の頂点付近に窓部６が形成され、この窓部６を介してレンズ１３を透過したレーザ光が楕円面リフレクタ５１内に入射される。すなわち、ヘッドランプ１ａでは、実施の形態１のように反射ミラー１４を用いずに、直接レーザ光を楕円面リフレクタ５１内に導いている。

（熱伝導部材３）
熱伝導部材３は、発光部４の受光面４１と対向する表面（蛍光出射面４２）側に配置され、発光部４の熱を受け取る透光性の部材であり、発光部４と熱的に（すなわち、熱エネルギーの授受が可能なように）接続されている。熱伝導部材３は楕円面リフレクタ５１に内接され、その形状は略楕円形状である。なお、熱伝導部材３は、受光面４１側に配置されていてもよく、また発光部４で発生する熱を逃がすことを考慮しなければ、透明板３０であってもよい。

（発光部４および散乱光出射部２１ｆ）
発光部４は、受光面４１においてレーザ光を受け、その内部においてレーザ光を蛍光に変換し、当該蛍光を蛍光出射面４２から出射する。すなわち、本実施の形態の発光部４は、レーザ光の入射面（受光面４１）と対向する表面である蛍光出射面４２側に蛍光を出射する透過型の発光部であるといえる。また、発光部４が楕円面リフレクタ５１の焦点位置に配置されるように、熱伝導部材３と接着されている。散乱光出射部２１ｆは、発光部４の周辺部において熱伝導部材３と接着されている。

この構成においても、レーザ光が所定の通過経路または照射領域から外れた場合に、そのレーザ光をフォトセンサ８で検知し、停止指示部２２によりレーザ素子２からのレーザ光の出射を停止させる。すなわち、ヘッドランプ１と同様、レーザ光がヘッドランプ１ａの外部に漏れ出ることを防止できるので、人体に対する安全性を向上させることができる。

（パラボラリフレクタとの対比）
ヘッドランプ１ａでは、図１０（ｃ）に示すように、発光部４をその焦点位置に配置しても、レーザ光を受光する受光面４１と対向する蛍光出射面４２から蛍光を出射するので、発光部４に照射された蛍光が散乱光出射部２１ｆによってその光路を遮断されることがない。このため、実施の形態１と同様、図１０（ａ）に示すパラボラリフレクタ１００に散乱光出射部２１ｆを設けた場合に比べ、当該蛍光の利用効率を高めることができる。

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。

本発明は、レーザ光の有害性を低減でき、人体に対する安全性を向上させることができるので、レーザ光を利用する装置、すなわちヘッドランプ、ダウンライトなどの照明装置に限らず、レーザ光を透過する光ファイバーやレンズ、レーザ光を反射する反射ミラーなどの光学部材などに好適である。

１、１ａ ヘッドランプ（レーザ光利用装置、車両用前照灯）
２ レーザ素子（光源）
４ 発光部（所定の照射領域）
６ 窓部（所定の通過経路の途中）
８ フォトセンサ（検知手段）
９ 遮光フィルタ（外光遮断手段）
１１ 集光レンズ（光透過部材、所定の通過経路の途中）
１２ 光ファイバー（光透過部材、所定の通過経路の途中）
１３ レンズ（光透過部材、所定の通過経路の途中）
１４ 反射ミラー（光反射部材、所定の通過経路の途中）
２１、２１ａ〜２１ｆ 散乱光出射部
２２ 停止指示部（停止指示手段）
３１ 筐体（外光遮断手段）
４１ 受光面（所定の照射領域）

Claims (9)

1. レーザ光を利用するレーザ光利用装置であって、
   上記レーザ光の所定の通過経路または照射領域から外れたレーザ光を受けて散乱光を発する散乱光出射部と、
   上記散乱光出射部が発した散乱光を検知する検知手段と、
   上記検知手段が上記散乱光を検知したときに、上記レーザ光を出射する光源に対して、当該レーザ光の出射の停止を指示する停止指示手段と、を備えることを特徴とするレーザ光利用装置。
2. 上記散乱光出射部は、上記所定の通過経路または照射領域に近接して配置されていることを特徴とする請求項１に記載のレーザ光利用装置。
3. 上記レーザ光を出射する光源と、
   上記所定の照射領域に配置され、上記光源から出射されたレーザ光を受けて蛍光を発する発光部と、を備えることを特徴とする請求項１または２に記載のレーザ光利用装置。
4. 上記散乱光出射部は、上記所定の通過経路の途中において、当該通過経路から外れたレーザ光を受光することを特徴とする請求項１または２に記載のレーザ光利用装置。
5. 上記所定の通過経路の途中に配置され、上記散乱光出射部に近接している光透過部材のレーザ光の透過率が９０％以上であるか、または上記所定の通過経路の途中に配置され、上記散乱光出射部に近接している光反射部材のレーザ光の反射率が９０％以上であることを特徴とする請求項４に記載のレーザ光利用装置。
6. 上記散乱光出射部は、上記散乱光として、所定の波長を有する蛍光を発することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のレーザ光利用装置。
7. 上記散乱光出射部は、上記散乱光として、所定の波長を有する蛍光を発するものであり、
   上記所定の波長またはその近傍の波長を有する外光が上記検知手段の検知範囲へ進入することを防止する外光遮断手段を備えることを特徴とする請求項１に記載のレーザ光利用装置。
8. 上記散乱光出射部が発する散乱光は、上記発光部が発する蛍光と異なる波長を有することを特徴とする請求項３に記載のレーザ光利用装置。
9. 請求項１から８のいずれか１項に記載のレーザ光利用装置を備えることを特徴とする車両用前照灯。
   

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