JP5425023B2 - 発光装置、照明装置および車両用前照灯 - Google Patents

発光装置、照明装置および車両用前照灯 Download PDF

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本発明は、高輝度光源として機能する発光装置並びに、当該発光装置を備えた照明装置および車両用前照灯に関するものである。
近年、励起光源として発光ダイオード(LED;Light Emitting Diode)や半導体レーザ(LD;Laser Diode)等の半導体発光素子を用い、これらの励起光源から生じた励起光を、蛍光体を含む発光部に照射することによって発生する蛍光を照明光として用いる発光装置の研究が盛んになってきている。
このような発光装置に関する技術の例として特許文献1に開示された灯具がある。この灯具では、高輝度光源を実現するために、励起光源として半導体レーザを用いている。半導体レーザから発振されるレーザ光は、コヒーレントな光であるため、指向性が強く、当該レーザ光を励起光として無駄なく集光し、利用することができる。このような半導体レーザを励起光源として用いた発光装置(LD発光装置と称する)を車両用ヘッドランプに好適に適用することができる。励起光源として半導体レーザを用いることにより、LEDでは実現し得なかった高輝度の光源を実現できる。
このようなレーザ光を励起光として用いた場合、微小な発光部、すなわち微小な体積の発光部において、発光部に照射されて吸収される励起光のうちの、蛍光体により蛍光に変換されること無く熱に変換されてしまう成分が、発光部の温度を容易に上昇させ、その結果、発光部の特性低下や熱による損傷を引き起こしてしまう。
この問題を解決するために特許文献2の発明では、波長変換部材(発光部に相当)に熱的に接続された透光性で板状の熱伝導部材を設け、この熱伝導部材により波長変換部材の発熱を軽減している。
また、特許文献3の発明では、波長変換部材を円筒形状のフェルールで保持し、このフェルールにワイヤ状の熱伝導部材を熱的に接続することにより波長変換部材の発熱を軽減している。
また、特許文献4の発明では、光変換部材(発光部に相当)の、半導体発光素子が位置する側に、冷媒が流れる流路を有する放熱部材を設け、光変換部材を冷却している。
なお、光源としての高出力LEDチップの表面に透光性のヒートシンクを熱的に接続し、高出力LEDチップを冷却する構成が特許文献5に開示されている。
特開2005−150041号公報(2005年6月9日公開) 特開2007−27688号公報(2007年2月1日公開) 特開2007−335514号公報(2007年12月27日公開) 特開2005−294185号公報(2005年10月20日公開) 特表2009−513003号公報(2009年3月26日公表)
発光部を熱伝導部材とは別に形成し、発光部の表面に熱伝導部材を当接させる構成では、発光部と熱伝導部材との間に隙間が生じるため熱伝導部材の熱吸収効率が低下するという問題が生じることを、本発明の発明者は鋭意研究の結果見出した。このような問題の解決方法については、上記特許文献には記載されていない。
例えば、特許文献2の発明では、スパッタリング法、蒸着法、メッキ法等により発光部の表面に熱伝導部材としての熱伝導層を形成しているため、発光部と熱伝導部材とは別々には形成されていない。
また、特許文献4の発明では、スクリーン印刷またはインクジェット塗布などにより放熱部材の表面に発光部(光変換部材)を形成しており、発光部と熱伝導部材とは別々には形成されていない。
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、その目的は、発光部と熱伝導部材とを別々に形成する構成において、発光部の熱を吸収する熱伝導部材の熱吸収効率を高め、発光部を効率良く冷却することができる発光装置、照明装置および車両用前照灯を提供することにある。
本発明に係る発光装置は、上記の課題を解決するために、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により発光する蛍光体を含む発光部と、上記発光部における上記励起光が照射される面である励起光照射面の側に配置され、上記発光部の熱を受け取る透光性の熱伝導部材と、上記熱伝導部材と上記励起光照射面との間の隙間を埋める間隙層とを備えることを特徴としている。
上記の構成によれば、励起光を受けて発光部が発光するが、このときに励起光の一部が熱となり、発光部が発熱する。発光部の励起光照射面の側に配置された熱伝導部材が、発光部の熱を吸収することにより発光部を冷却する。この熱伝導部材は透光性であるため、励起光は当該熱伝導部材を透過して発光部に到達できる。
発光部に含まれる蛍光体の大きさは直径1〜20μmであり、発光部の励起光照射面の側の表面に蛍光体が存在している場合、透光性の熱伝導部材(例えば、サファイア)の表面に当接させれば、比較的大きな隙間が生じるため、熱伝導部材と接している領域(接触面積)は実質的に小さくなる。本発明は、熱伝導部材と励起光照射面との間に間隙層を設けることにより、この隙間を埋めることができる。これにより、熱伝導部材と励起光照射面との接触面積が実質的に増える。
それゆえ、発光部において生じた熱を、熱伝導部材を用いて効率良く逃がすこと(すなわち、熱伝導部材の熱吸収効率を高めること)ができる。
また、上記間隙層は、上記発光部と上記熱伝導部材とを接着するものであることが好ましい。
上記の構成により、間隙層によって発光部を熱伝導部材に対して固定できる。
また、上記間隙層は、上記発光部と上記熱伝導部材との熱膨張率の差を吸収する柔軟性を有していることが好ましい。
発光部が発熱した場合、発光部と熱伝導部材とでは熱膨張率が異なるため、発光部と熱伝導部材とを間隙層によって接着している場合には、熱膨張率の差によって発光部が熱伝導部材から剥離する可能性がある。
上記の構成によれば、間隙層は熱伝導部材との熱膨張率の差を吸収する柔軟性(または粘性)を有しているため、発光部の発熱により当該発光部が熱伝導部材から剥離することを防止できる。
また、上記発光部と上記熱伝導部材との相対位置関係を固定する固定部をさらに備えることが好ましい。
上記の構成によれば、固定部を設けることにより、発光部と熱伝導部材との相対位置関係が固定される。それゆえ、間隙層の粘着性が低い場合や、発光部と熱伝導部材との間に熱膨張率の差が生じる場合でも、発光部が熱伝導部材から剥離することを防止できる。
また、上記固定部は、上記発光部よりも高い熱伝導率を有していることが好ましい。
上記の構成によれば、間隙層が発光部よりも高い熱伝導率を有しているため、発光部において生じた熱に効率良く吸収することができ、固定部によって発光部を冷却できる。
また、上記間隙層は、上記発光部および上記熱伝導部材と接触する熱伝導性粒子を含んでいることが好ましい。
上記の構成によれば、熱伝導性粒子によって発光部の熱が熱伝導部材に伝導される。それゆえ、間隙層の主たる構成成分の熱伝導率がそれほど高くない場合でも、熱伝導部材によって発光部の熱を熱伝導部材に効率良く伝導することができる。
また、上記間隙層は、上記励起光を拡散する拡散剤を含んでいることが好ましい。
励起光はコヒーレントな光であり、発光部において蛍光に変換または拡散されずにそのまま外部に放射されると人体に害を及ぼす可能性がある。
上記の構成によれば、間隙層に拡散剤が含まれており、この拡散剤によって励起光が拡散される。それゆえ、発光部において励起光が全て蛍光に変換または拡散されない場合でも、予め励起光を間隙層で拡散しておくことで、コヒーレントな光が外部にもれる可能性を低減できる。
また、上記間隙層の、上記発光部および上記熱伝導部材と接していない表面の少なくとも一部を覆う反射膜をさらに備えることが好ましい。
間隙層が拡散剤を含んでいる場合には、励起光が拡散剤によって拡散されることで、発光部に向かわずに、間隙層の側方(発光部に対して照射された励起光の光軸に垂直な方向を中心軸とする所定の角度範囲内)へ向かう励起光(迷光と称する)が発生する。
上記の構成によれば、反射膜によって、間隙層の、発光部および熱伝導部材と接していない表面の少なくとも一部が覆われるため、上記迷光の少なくとも一部が間隙層から出射することなく、間隙層の内部にとどまる。
それゆえ、間隙層に拡散剤を含ませた場合の励起光の利用効率を高めることができる。
また、上記間隙層の、上記熱伝導部材と上記励起光照射面との間の厚みは、30μm以下であることが好ましい。
間隙層の厚みを30μm以下にすることにより、間隙層の熱伝導率が発光部の熱伝導率よりも低い場合でも、間隙層の熱抵抗を小さくでき、発光部において生じた熱を、間隙層を介して熱伝導部材に効率良く伝えることができる。
また、上記発光部における、上記励起光照射面と当該励起光照射面と対向する面との間の厚みは、上記蛍光体の粒径の10倍以上、2mm以下であることが好ましい。
発光部を薄くすれば、厚い場合に比べて発光部の熱を熱伝導部材へ効率良く伝えることができるが、発光部を薄くし過ぎると励起光が蛍光に変換されず外部に放射される恐れがある。逆に発光部を厚くし過ぎると、熱伝導部材による発光部の放熱効率が低下するとともに、発光装置の配光パターンがぼけてしまう可能性がある。
それゆえ、発光部の厚みは、蛍光体の粒径の10倍以上、2mm以下であることが好ましい。発光部の厚みが蛍光体の粒径の10倍あれば、ほぼ全ての励起光が蛍光に変換されることがシミュレーションにより明らかになっている。
また、上記熱伝導部材における、上記励起光照射面の側に位置する第1面と当該第1面と対向する第2面との間の厚みは、0.3mm以上、3.0mm以下であることが好ましい。
熱伝導部材の厚みが0.3mmよりも薄いと発光部の放熱を十分にできず、発光部が劣化してしまう可能性がある。また、3.0mmを超える厚みにすると、発光部に向けて照射された励起光が、熱伝導部材において吸収される率が大きくなり、励起光の利用効率が顕著に下がる。それゆえ、熱伝導部材の厚みは、0.3mm以上、3.0mm以下であることが好ましい。
また、上記発光装置を備えている照明装置および車両用前照灯も本発明の技術的範囲に含まれる。
本発明に係る発光装置は、以上のように、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により発光する蛍光体を含む発光部と、上記発光部における上記励起光が照射される面である励起光照射面の側に配置され、上記発光部の熱を受け取る透光性の熱伝導部材と、上記熱伝導部材と上記励起光照射面との間の隙間を埋める間隙層とを備える構成である。
それゆえ、発光部において生じた熱を、熱伝導部材を用いて効率良く逃がす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構成を示す断面図である。 上記ヘッドランプが備える発光部と熱伝導部材とが接着層によって接着されている構造を示す図である。 拡散剤の好ましい一例を示す断面図である。 (a)は、半導体レーザの回路図を模式的に示したものであり、(b)は、半導体レーザの基本構造を示す斜視図である。 上記発光部の変更例を示す断面図である。 上記ヘッドランプが備える発光部および熱伝導部材の具体例を示す図である。 本発明の別の実施形態に係るヘッドランプの構成を示す概略図である。 (a)〜(c)は、固定部の変形例を示す図であり、(d)は、発光部を接着層によって熱伝導部材に接続する構成を示す図である。 本発明の一実施形態に係るレーザダウンライトが備える発光ユニットおよび従来のLEDダウンライトの外観を示す概略図である。 上記レーザダウンライトが設置された天井の断面図である。 上記レーザダウンライトの断面図である。 上記レーザダウンライトの設置方法の変更例を示す断面図である。 上記LEDダウンライトが設置された天井の断面図である。 上記レーザダウンライトおよび上記LEDダウンライトのスペックを比較するための図である。
〔実施の形態1〕
本発明の実施の一形態について図1〜図6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、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。
また、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)
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、熱伝導部材13と、冷却部14と、接着層15とを備えている。接着層15は熱伝導部材13と発光部7との間隙に充填される間隙層として機能する。また、図2に示すように、接着層15には拡散剤16が含まれている。図2は、発光部7と熱伝導部材13とが接着層15によって接着されている構造を示す図である。
(半導体レーザアレイ2/半導体レーザ3)
半導体レーザアレイ2は、励起光を出射する励起光源として機能し、複数の半導体レーザ(励起光源)3を基板上に備えるものである。半導体レーザ3のそれぞれから励起光としてのレーザ光が発振される。なお、励起光源として複数の半導体レーザ3を用いる必要は必ずしもなく、半導体レーザ3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、複数の半導体レーザ3を用いる方が容易である。
半導体レーザ3は、1チップに1つの発光点を有するものであり、例えば、405nm(青紫色)のレーザ光を発振し、出力1.0W、動作電圧5V、電流0.6Aのものであり、直径5.6mmのパッケージに封入されているものである。半導体レーザ3が発振するレーザ光は、405nmに限定されず、380nm以上470nm以下の波長範囲にピーク波長を有するレーザ光であればよい。
なお、380nmより小さい波長のレーザ光を発振する良質な短波長用の半導体レーザを作製することが可能であれば、本実施の形態の半導体レーザ3として、380nmより小さい波長のレーザ光を発振するように設計された半導体レーザを用いることも可能である。
また、本実施形態では、励起光源として半導体レーザを用いたが、半導体レーザの代わりに、発光ダイオードを用いることも可能である。
(非球面レンズ4)
非球面レンズ4は、半導体レーザ3から発振されたレーザ光(励起光)を、光ファイバー5の一方の端部である入射端部5bに入射させるためのレンズである。例えば、非球面レンズ4として、アルプス電気製のFLKN1 405を用いることができる。上述の機能を有するレンズであれば、非球面レンズ4の形状および材質は特に限定されないが、405nm近傍の透過率が高く、かつ耐熱性のよい材料であることが好ましい。
(光ファイバー5)
(光ファイバー5の配置)
光ファイバー5は、半導体レーザ3が発振したレーザ光を発光部7へと導く導光部材であり、複数の光ファイバーの束である。この光ファイバー5は、上記レーザ光を受け取る複数の入射端部5bと、入射端部5bから入射したレーザ光を出射する複数の出射端部5aとを有している。複数の出射端部5aは、発光部7のレーザ光照射面(励起光照射面)7aにおける互いに異なる領域に対してレーザ光を出射する。
例えば、複数の光ファイバー5の出射端部5aは、レーザ光照射面7aに対して平行な平面において並んで配置されている。このような配置により、出射端部5aから出射されるレーザ光の光強度分布における最も光強度が大きいところ(各レーザ光がレーザ光照射面7aに形成する照射領域の中央部分(最大光強度部分))が、発光部7のレーザ光照射面7aの互いに異なる部分に対して出射されるため、発光部7のレーザ光照射面7aに対してレーザ光を2次元平面的に分散して照射することができる。
それゆえ、発光部7にレーザ光が局所的に照射されることにより、発光部7の一部が著しく劣化することを防止できる。
なお、光ファイバー5は複数の光ファイバーの束(すなわち複数の出射端部5aを備えた構成)である必要は必ずしもなく、出射端部5aは1つであってもよい。
また、出射端部5aは、レーザ光照射面7aに接触していてもよいし、僅かに間隔をおいて配置されてもよい。特に、出射端部5aがレーザ光照射面7aと間隔をおいて配置される場合、その間隔は、出射端部5aから出射され円錐状に拡がるレーザ光が、レーザ光照射面7aに全て照射されるように定められることが好ましい。
(光ファイバー5の材質および構造)
光ファイバー5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層構造をしている。コアは、レーザ光の吸収損失がほとんどない石英ガラス(酸化ケイ素)を主成分とするものであり、クラッドは、コアよりも屈折率の低い石英ガラスまたは合成樹脂材料を主成分とするものである。例えば、光ファイバー5は、コアの径が200μm、クラッドの径が240μm、開口数NAが0.22の石英製のものであるが、光ファイバー5の構造、太さおよび材質は上述のものに限定されず、光ファイバー5の長軸方向に対して垂直な断面は矩形であってもよい。
また、光ファイバー5は、可撓性を有しているため、出射端部5aの、発光部7のレーザ光照射面7aに対する配置を容易に変えることができる。それゆえ、発光部7のレーザ光照射面7aの形状に沿って出射端部5aを配置することができ、レーザ光を発光部7のレーザ光照射面7aの全面にわたってマイルドに照射することができる。
また、光ファイバー5は、可撓性を有しているため、半導体レーザ3と発光部7との相対位置関係を容易に変更できる。また、光ファイバー5の長さを調整することにより、半導体レーザ3を発光部7から離れた位置に設置することができる。
それゆえ、半導体レーザ3を、冷却しやすい位置または交換しやすい位置に設置できるなど、ヘッドランプ1の設計自由度を高めることができる。すなわち、入射端部5bと出射端部5aとの位置関係を容易に変更することができ、半導体レーザ3と発光部7との位置関係を容易に変更することができるので、ヘッドランプ1の設計自由度を高めることができる。
なお、導光部材として光ファイバー以外の部材、または光ファイバーと他の部材とを組み合わせたものを用いてもよい。例えば、レーザ光の入射端部と出射端部とを有する円錐台形状(または角錐台形状)の導光部材を1つまたは複数用いてもよい。
(フェルール6)
フェルール6は、光ファイバー5の複数の出射端部5aを発光部7のレーザ光照射面に対して所定のパターンで保持する。このフェルール6は、出射端部5aを挿入するための孔が所定のパターンで形成されているものでもよいし、上部と下部とに分離できるものであり、上部および下部の接合面にそれぞれ形成された溝によって出射端部5aを挟み込むものでもよい。
このフェルール6は、反射鏡8から延出する棒状または筒状の部材などによって反射鏡8に対して固定されていてもよいし、熱伝導部材13に対して固定されていてもよい。フェルール6の材質は、特に限定されず、例えばステンレススチールである。また、1つの発光部7に対して、複数のフェルール6を配置してもよい。
なお、光ファイバー5の出射端部5aが1つの場合には、フェルール6を省略することも可能である。ただし、出射端部5aのレーザ光照射面7aに対する相対位置を正確に固定するために、フェルール6を設けることが好ましい。
(発光部7)
(発光部7の組成)
発光部(波長変換部材)7は、出射端部5aから出射されたレーザ光を受けて発光するものであり、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7は、蛍光体保持物質(封止材)としてのシリコーン樹脂の内部に蛍光体が分散されているものである。シリコーン樹脂と蛍光体との割合は、10:1程度である。また、発光部7は、蛍光体を押し固めたものであってもよい。蛍光体保持物質は、シリコーン樹脂等の樹脂材料に限定されず、いわゆる有機無機ハイブリッドガラスや無機ガラスであってもよい。
上記蛍光体は、例えば、酸窒化物系のものであり、青色、緑色および赤色に発光する蛍光体のいずれか1つ以上がシリコーン樹脂に分散されている。半導体レーザ3は、405nm(青紫色)のレーザ光を発振するため、発光部7に当該レーザ光が照射されると複数の色が混合され白色光が発生する。それゆえ、発光部7は、波長変換材料であるといえる。
なお、半導体レーザ3は、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)を発振するものでもよく、この場合には、上記蛍光体は、黄色の蛍光体、または緑色の蛍光体と赤色の蛍光体との混合物である。黄色の蛍光体とは、560nm以上590nm以下の波長範囲にピーク波長を有する光を発する蛍光体である。緑色の蛍光体とは、510nm以上560nm以下の波長範囲にピーク波長を有する光を発する蛍光体である。赤色の蛍光体とは、600nm以上680nm以下の波長範囲にピーク波長を有する光を発する蛍光体である。
(蛍光体の種類)
発光部7は、酸窒化物系蛍光体またはIII−V族化合物半導体ナノ粒子蛍光体を含んでいることが好ましい。これらの材料は、半導体レーザ3から発せられた極めて強いレーザ光(出力および光密度)に対しての耐性が高く、レーザ照明光源に最適である。
代表的な酸窒化物系蛍光体として、サイアロン蛍光体と通称されるものがある。サイアロン蛍光体とは、窒化ケイ素のシリコン原子の一部がアルミニウム原子に、窒素原子の一部が酸素原子に置換された物質である。窒化ケイ素(Si)にアルミナ(Al)、シリカ(SiO)および希土類元素などを固溶させて作ることができる。
一方、半導体ナノ粒子蛍光体の特徴の一つは、同一の化合物半導体(例えばインジュウムリン:InP)を用いても、その粒子径をナノメータサイズに変更することにより、量子サイズ効果によって発光色を変化させることができる点である。例えば、InPでは、粒子サイズが3〜4nm程度のときに赤色に発光する(ここで、粒子サイズは透過型電子顕微鏡(TEM)にて評価した)。
また、この半導体ナノ粒子蛍光体は、半導体ベースであるので蛍光寿命が短く、励起光のパワーを素早く蛍光として放射できるのでハイパワーの励起光に対して耐性が強いという特徴もある。これは、この半導体ナノ粒子蛍光体の発光寿命が10ナノ秒程度と、希土類を発光中心とする通常の蛍光体材料に比べて5桁も小さいためである。
さらに、上述したように、発光寿命が短いため、レーザ光の吸収と蛍光体の発光とを素早く繰り返すことができる。その結果、強いレーザ光に対して高効率を保つことができ、蛍光体からの発熱を低減させることができる。
よって、発光部7が熱により劣化(変色や変形)するのを、より抑制することができる。これにより、光の出力が高い発光素子を光源として用いる場合に、発光装置の寿命が短くなるのをより抑制することができる。
(発光部7の形状・サイズ)
発光部7の形状および大きさは、例えば、直径3.2mmおよび厚さ1mmの円柱形状であり、出射端部5aから出射されたレーザ光を、当該円柱の底面であるレーザ光照射面7aにおいて受光する。
また、発光部7は、円柱形状でなく、直方体であってもよい。例えば、3mm×1mm×1mmの直方体である。この場合、半導体レーザ3からのレーザ光を受けるレーザ光照射面の面積は、3mmである。日本国内で法的に規定されている車両用ヘッドランプの配光パターン(配光分布)は、鉛直方向に狭く、水平方向に広いため、発光部7の形状を、水平方向に対して横長(断面略長方形形状)にすることにより、上記配光パターンを実現しやすくなる。
ここで必要とされる発光部7の厚みは、発光部7における蛍光体保持物質と蛍光体との割合に従って変化する。発光部7における蛍光体の含有量が多くなれば、レーザ光が白色光に変換される効率が高まるため発光部7の厚みを薄くできる。発光部7を薄くすれば熱伝導部材13への放熱効果も高まる効果があるが、あまり薄くするとレーザ光が蛍光に変換されず外部に放射される恐れがあり、蛍光体での励起光の吸収の観点からすると発光部の厚みは蛍光体の粒径の少なくとも10倍以上あることが好ましい。この観点からするとナノ粒子蛍光体を用いた場合の発光部の厚みは0.01μm以上であればよいことになるが、封止材中への分散等、製造プロセスの容易性を考慮すると10μm以上、すなわち0.01mm以上が好ましい。逆に厚くしすぎると反射鏡8の焦点からのずれが大きくなり配光パターンがぼけてしまう。
このため酸窒化物蛍光体を用いた発光部7の厚みとしては、0.2mm以上、2mm以下が好ましい。ただし、蛍光体の含有量を極端に多くした場合(典型的には蛍光体が100%)、厚みの下限はこの限りではない。
さらに、発光部7のレーザ光照射面7aは、平面である必要は必ずしもなく、曲面であってもよい。ただし、レーザ光の反射を抑えるためには、レーザ光照射面7aはレーザ光の光軸に対して垂直な平面であることが好ましい。
また、発光部7は、図1および図2に示すように、熱伝導部材13の面のうち、レーザ光が照射される側とは反対側の面に接着層15によって固定されている。
(反射鏡8)
反射鏡8は、発光部7から出射した光を反射することにより、所定の立体角内を進む光線束を形成するものである。すなわち、反射鏡8は、発光部7からの光を反射することにより、ヘッドランプ1の前方へ進む光線束を形成する。この反射鏡8は、例えば、金属薄膜がその表面に形成された曲面形状(カップ形状)の部材である。
(透明板9)
透明板9は、反射鏡8の開口部を覆う透明な樹脂板である。この透明板9を、半導体レーザ3からのレーザ光を遮断するとともに、発光部7においてレーザ光を変換することにより生成された白色光(インコヒーレントな光)を透過する材質で形成することが好ましい。発光部7によってコヒーレントなレーザ光は、そのほとんどがインコヒーレントな白色光に変換される。しかし、何らかの原因でレーザ光の一部が変換されない場合も考えられる。このような場合でも、透明板9によってレーザ光を遮断することにより、レーザ光が外部に漏れることを防止できる。
また、透明板9は、熱伝導部材13と共に、発光部7を固定するために用いられてもよい。すなわち、発光部7を熱伝導部材13と透明板9とで挟持してもよい。この場合、透明板9は、発光部7と熱伝導部材13との相対位置関係を固定する固定部として機能する。発光部7を熱伝導部材13と透明板9とで挟持することにより、接着層15の接着力が弱い場合でも発光部7の位置をより確実に固定できる。
このとき、透明板9が、発光部7よりも高い熱伝導率を有しているもの(例えば、発光部を構成する封止材がシリコーン樹脂の場合に、ガラス)であれば、透明板9による発光部7の冷却効果を得ることができる。
なお、発光部7を熱伝導部材13のみで固定する場合には、透明板9を省略することも可能である。
(ハウジング10)
ハウジング10は、ヘッドランプ1の本体を形成しており、反射鏡8等を収納している。光ファイバー5は、このハウジング10を貫いており、半導体レーザアレイ2は、ハウジング10の外部に設置される。半導体レーザアレイ2は、レーザ光の発振時に発熱するが、ハウジング10の外部に設置することにより半導体レーザアレイ2を効率良く冷却することが可能となる。したがって、半導体レーザアレイ2から発生する熱による、発光部7の特性劣化や熱的損傷等が防止される。
また、半導体レーザ3は、万一故障した時のことを考慮して、交換しやすい位置に設置することが好ましい。これらの点を考慮しなければ、半導体レーザアレイ2をハウジング10の内部に収納してもよい。
(エクステンション11)
エクステンション11は、反射鏡8の前方の側部に設けられており、ヘッドランプ1の内部構造を隠して、ヘッドランプ1の見栄えを良くするとともに、反射鏡8と車体との一体感を高めている。このエクステンション11も反射鏡8と同様に金属薄膜がその表面に形成された部材である。
(レンズ12)
レンズ12は、ハウジング10の開口部に設けられており、ヘッドランプ1を密封している。発光部7が発生し、反射鏡8によって反射された光は、レンズ12を通ってヘッドランプ1の前方へ出射される。
(熱伝導部材13)
熱伝導部材(高熱伝導部材)13は、発光部7における励起光が照射される面であるレーザ光照射面(励起光照射面)7aの側に配置され、発光部7の熱を受け取る透光性の部材であり、発光部7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。具体的には、発光部7と熱伝導部材13とは、図2に示すように、接着層(間隙層)15によって接着されている。図2は、発光部7が接着層15によって熱伝導部材13に接着されている状態を示す図である。
熱伝導部材13は、板状の部材であり、その一方の端部が発光部7のレーザ光照射面7a熱的に接触しており、他方の端部が冷却部14に熱的に接続されている。
熱伝導部材13は、このような形状および接続形態を有することで、微小な発光部7を発光部固定位置で保持しつつ、発光部7から発生する熱をヘッドランプ1の外部に放熱する。
発光部7の熱を効率良く逃がすために、熱伝導部材13の熱伝導率は、20W/mK以上であることが好ましい。また、半導体レーザ3から出射されたレーザ光は、熱伝導部材13を透過して発光部7に到達する。そのため、熱伝導部材13は、透光性の優れた材質からなるものであることが好ましい。
これらの点を考慮して、熱伝導部材13の材質としては、サファイア(Al)やマグネシア(MgO)、窒化ガリウム(GaN)、スピネル(MgAl)が好ましい。これらの材料を用いることにより、熱伝導率20W/mK以上を実現できる。
また、図2において符号13cで示す熱伝導部材13の厚み(熱伝導部材13における、レーザ光照射面7aの側に位置する第1面13aと、当該第1面13aに対向する第2面13bとの間の厚み)は、0.3mm以上、3.0mm以下が好ましい。0.3mmよりも薄いと発光部7の放熱を十分にできず、発光部7が劣化してしまう可能性がある。また、3.0mmを超えるような厚みにすると、照射されたレーザ光の熱伝導部材13における吸収が大きくなり、励起光の利用効率が顕著に下がる。
熱伝導部材13を適切な厚みで発光部7に当接させることにより、特に発光部7での発熱が1Wを超えるような極めて強いレーザ光を照射しても、その発熱が迅速且つ効率的に放熱され、発光部7が損傷(劣化)してしまうことを防止できる。
なお、熱伝導部材13は、折れ曲がりのない板状のものであってもよいし、折れ曲がった部分や湾曲した部分を有していてもよい。ただし、発光部7が接着される部分は、接着の安定性の観点から平面(板状)である方が好ましい。
(熱伝導部材13の変更例)
熱伝導部材13は、透光性を有する部分(透光部)と透光性を有さない部分(遮光部)とを有していてもよい。この構成の場合、透光部は発光部7のレーザ光照射面7aを覆うように配置され、遮光部はその外側に配置される。
遮光部は、金属(例えば銅やアルミ)の放熱パーツであってもよいし、アルミや銀その他、照明光を反射させる効果のある膜が透光性部材の表面に形成されているものであってもよい。
(冷却部14)
冷却部14は、熱伝導部材13を冷却する部材であり、例えば、アルミや銅などの金属からなる熱伝導性の高い放熱ブロックである。なお、反射鏡8が金属で形成されるのであれば、反射鏡8が冷却部14を兼ねていてもよい。または、冷却部14は、冷却液をその内部に循環させることによって熱伝導部材13を冷却する冷却装置であってもよいし、風冷によって熱伝導部材13を冷却する冷却装置(ファン)であってもよい。
冷却部14を金属塊として実現する場合には、当該金属塊の上面に複数の放熱用のフィンを設けてもよい。この構成により、金属塊の表面積を増加させ、金属塊からの放熱をより効率良く行うことができる。
なお、この冷却部14はヘッドランプ1にとって必須なものではなく、熱伝導部材13が発光部7から受け取った熱を熱伝導部材13から自然に放熱させてもよい。冷却部14を設けることで、熱伝導部材13からの放熱を効率良く行うことができ、特に、発光部7からの発熱量が3W以上の場合に、冷却部14の設置が有効となる。
また、熱伝導部材13の長さを調整することにより、冷却部14を発光部7から離れた位置に設置することができる。この場合、図1に示すような、冷却部14がハウジング10に収納される構成に限らず、熱伝導部材13がハウジング10を貫くことにより、冷却部14がハウジング10の外部に設置することも可能となる。
それゆえ、冷却部14が故障した場合に修理または交換しやすい位置に設置することができ、ヘッドランプ1の設計自由度を高めることができる。
(接着層15)
接着層15は、熱伝導部材13とレーザ光照射面7aとの間の隙間を埋める接着剤の層である。発光部7に含まれる蛍光体の大きさは直径5〜20μm前後であり、例えばサファイアからなる研磨された熱伝導部材13の表面に発光部7を当接させれば、比較的大きな隙間が生じる。熱伝導部材13と発光部7のレーザ光照射面7aとの間に接着層15を設けることにより、この隙間を埋めることができる。
これにより、熱伝導部材13とレーザ光照射面7aとの接触面積が実質的に増える。そのため、熱伝導部材13の熱吸収効率を高めることができる。このとき接着層15が、発光部7と同等か、それよりも高い熱伝導率を有していれば、熱伝導部材13の熱吸収効率をさらに高めることができる。
接着層15の一例として、アーデル社製の可視光重合型光学用接着剤エピカコール(Epixacolle)EP433を挙げることができる。この製品の熱伝導率は開示されていないが、アクリル系接着剤であることから、0.1〜0.3W/mK程度と考えられる。
また、接着層15は、発光部7と熱伝導部材13との熱膨張率の差を吸収する柔軟性(または粘性)を有していることが好ましい。発光部7が発熱した場合、発光部7と熱伝導部材13とでは熱膨張率が異なるため、その熱膨張率の差によって発光部7が熱伝導部材13から剥離する可能性がある。
接着層15が熱伝導部材との熱膨張率の差を吸収する柔軟性(または粘性)を有していれば、発光部7の発熱により当該発光部7が熱伝導部材13から剥離することを防止できる。
また、接着層15の厚み(熱伝導部材13とレーザ光照射面7aとの間の厚み)は、1μm以上、30μm以下であることが好ましい。接着層15の厚みを1μm以上、30μm以下にすることにより、接着層15の熱伝導率が発光部7の熱伝導率よりも低い場合でも、接着層15の熱抵抗を小さくでき、発光部7において生じた熱を、接着層15を介して熱伝導部材13に効率良く伝えることができる。例えば、接着層15の熱伝導率が1W/mKであり、かつ接着層15の厚みが0.1mmの場合と、接着層15の熱伝導率が0.2W/mKであり、かつ接着層15の厚みが20μm(=0.02mm)の場合とでは、熱抵抗は、結果的に同じになる。
(拡散剤16)
接着層15には拡散剤16が含まれていてもよい。レーザ光はコヒーレントな光であり、発光部7において蛍光に変換または拡散されずにそのまま外部に放射されると人体に害を及ぼす可能性がある。接着層15に拡散剤16を含めることにより、光ファイバー5から出射されたレーザ光が拡散される。
それゆえ、発光部7においてレーザ光が全て蛍光に変換または拡散されない事態が生じても、予めレーザ光を拡散剤16によって拡散しておくことで、コヒーレントな光が外部にもれる可能性を低減できる。
拡散剤16の好ましい材質として、SiOビーズ(真球形状、粒径:数nm〜数μm、0.1%〜数%接着層15に混合させる)、Alビーズ、ダイヤモンドビーズ等を挙げることができる。拡散剤16が多すぎると発光部7に到達するレーザ光が低減してしまうため、拡散剤16の量は、接着層15の1gあたり1mg〜30mg程度が好ましい。
なお、このような無機物の透明体を混合させることにより、接着層15の熱伝導率を向上させる効果も得られる。SiOは、アクリル系樹脂よりも高い1.38W/mKであり、ダイヤモンド粒子を用いれば熱伝導率は800〜2000W/mKと非常に高いため、結果的に接着層15の熱伝導率を大幅に向上させることができる。
(間隙層と発光部7との材質の組み合わせ)
上述のように、接着層15は、発光部7と同等か、それよりも高い熱伝導率を有していることが好ましい。接着層15は、本発明の間隙層のうち、接着剤を含むものであるため、ここでは間隙層という上位概念の表現を用いて、その材質の一例を説明する。
間隙層および発光部7の材質の一例を表1に示す。これらの例の中には、間隙層の熱伝導率を高めるために拡散剤16として高熱伝導フィラー(高熱伝導性添加材)を間隙層に含めているものもある。高熱伝導フィラーとは、熱伝導性の高い材質を含む透光性の粒子である。
以下の説明では、高熱伝導フィラーのうち、樹脂よりも熱伝導率が高いものを高熱伝導フィラーAと称し、高熱伝導フィラーAのうち、ガラスよりも熱伝導率が高いものを高熱伝導フィラーBと称する。
高熱伝導フィラーAに属する材料の例としては、SiOビーズ、Alビーズ、ダイヤモンドビーズ等を挙げることができる。高熱伝導フィラーBに属する材料の例としては、Alビーズ、ダイヤモンドビーズ等を挙げることができる。
例えば、間隙層をアクリル系接着剤で形成し、発光部7の封止材として樹脂系の材料(例えば、エポキシ、シリコーン、HBG(HyBrid Glass;有機無機ハイブリッドガラス))を用いれば、間隙層の熱伝導率は、発光部7と同等となる。
また、間隙層の熱伝導率が、発光部7の熱伝導率よりも高くなる組み合わせとして、例えば次の2タイプを挙げることができる。
(1)発光部7の封止材が樹脂系の材料であるときは、間隙層として、アクリル系接着剤、高熱伝導フィラーAを混練したアクリル系接着剤、ガラスペースト(典型的には低融点ガラスを用いたもの)、または高熱伝導フィラーAまたはBを混練したガラスペーストを使用できる。
この場合、高熱伝導フィラーAとして、例えば、アクリル系接着剤よりも高熱伝導であり、熱伝導率が1W/mK程度のSiO(シリカ)ビーズ、熱伝導率が20〜40W/mK程度のAl(サファイア)ビーズ、熱伝導率が1000〜2000W/mK程度のダイヤモンドビーズを用いることができる。
(2)発光部7の封止材が無機ガラスのときは、間隙層としては、低融点ガラス等を用いたガラスペースト、もしくはガラスペーストに高熱伝導フィラーBを混ぜたものを使用できる。
低融点ガラスを用いるといえども、融かして接着するためには少なくとも400℃程度以上には加熱する必要があるため、高熱伝導フィラーは、使用するガラスペーストの溶融温度程度では、溶けたり、変質したりしないことが要求される。
前述した高熱伝導フィラーの一例である、SiOビーズ(シリカ)の融点は1713℃、Alビーズの融点は2030℃、ダイヤモンドの融点は3550℃あるため、低融点ガラスの溶融温度程度では融けたり変質したりすることはない。
(1)〜(2)のいずれの場合も、間隙層の熱伝導率が発光部の熱伝導率よりも高くなるように、間隙層に混ぜる高熱伝導フィラーを選択すればよい。
ただし、間隙層の熱伝導率は、混ぜる高熱伝導フィラーの材質だけではなく、その濃度にも依存する。例えば、きわめて微量のダイヤモンドペーストを混合させたときよりも、サファイアビーズを比較的多量に混合させたときの方が、熱伝導率が高くなる。それゆえ、間隙層に混合させる高熱伝導フィラーの材質および量を調整することで、間隙層の熱伝導率を調整すればよい。
また、複数種類の高熱伝導フィラーを間隙層に混合させてもよい。
(拡散剤16の形状)
また、上述の説明では、高熱伝導フィラーの例としてSiOビーズ等を挙げたが、高熱伝導フィラーは、球状である必要はなく、棒状や不定形であっても構わない。ただし、間隙層の厚みを制御するという観点からは、径が揃った真球であることが好ましい。
図3は、拡散剤16の好ましい一例を示す断面図である。同図に示すように、拡散剤16は、所定の直径を有するほぼ球状(好ましくは、真球)の粒子(熱伝導性粒子)であり、発光部7と熱伝導部材13との間の距離を一定に維持するとともに、熱伝導部材13および発光部7に接触することにより、発光部7の熱を熱伝導部材13に伝導する役割を有している。
この拡散剤16は、熱伝導部材13と発光部7との間において一層のみ存在していることが好ましく、拡散剤16の間に間隙材(接着剤またはガラスペースト等)が充填されている。このような拡散剤16を設けることにより、間隙材が熱伝導率の低いアクリル系接着剤等の材質からなるものであっても、発光部7の熱を熱伝導部材13に効率良く伝導することができる。
なお、熱伝導部材13と発光部7との間の距離が一定に保たれるのであれば、拡散剤16が複数の層を形成していてもよい。
(半導体レーザ3の構造)
次に、半導体レーザ3の基本構造について説明する。図4(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4(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23、基板22、クラッド層113、活性層111、クラッド層112、アノード電極21がこの順に積層された構成である。
基板22は、半導体基板であり、本願のように蛍光体を励起する為の青色〜紫外の励起光を得る為にはGaN、サファイア、SiCを用いることが好ましい。一般的には、半導体レーザ用の基板の他の例として、Si、GeおよびSiC等のIV属半導体、GaAs、GaP、InP、AlAs、GaN、InN、InSb、GaSbおよびAlNに代表されるIII−V属化合物半導体、ZnTe、ZeSe、ZnSおよびZnO等のII−VI属化合物半導体、ZnO、Al、SiO、TiO、CrOおよびCeO等の酸化物絶縁体、並びに、SiNなどの窒化物絶縁体のいずれかの材料が用いられる。
アノード電極21は、クラッド層112を介して活性層111に電流を注入するためのものである。
カソード電極23は、基板22の下部から、クラッド層113を介して活性層111に電流を注入するためのものである。なお、電流の注入は、アノード電極21・カソード電極23に順方向バイアスをかけて行う。
活性層111は、クラッド層113及びクラッド層112で挟まれた構造になっている。
また、活性層111およびクラッド層の材料としては、青色〜紫外の励起光を得る為にはAlInGaNから成る混晶半導体が用いられる。一般に半導体レーザの活性層・クラッド層としては、Al、Ga、In、As、P、N、Sbを主たる組成とする混晶半導体が用いられ、そのような構成としても良い。また、Zn、Mg、S、Se、TeおよびZnO等のII−VI属化合物半導体によって構成されていてもよい。
また、活性層111は、注入された電流により発光が生じる領域であり、クラッド層112及びクラッド層113との屈折率差により、発光した光が活性層111内に閉じ込められる。
さらに、活性層111には、誘導放出によって増幅される光を閉じ込めるために互いに対向して設けられる表側へき開面114・裏側へき開面115が形成されており、この表側へき開面114・裏側へき開面115が鏡の役割を果す。
ただし、完全に光を反射する鏡とは異なり、誘導放出によって増幅される光の一部は、活性層111の表側へき開面114・裏側へき開面115(本実施の形態では、便宜上表側へき開面114とする)から出射され、励起光L0となる。なお、活性層111は、多層量子井戸構造を形成していてもよい。
なお、表側へき開面114と対向する裏側へき開面115には、レーザ発振のための反射膜(図示せず)が形成されており、表側へき開面114と裏側へき開面115との反射率に差を設けることで、低反射率端面である、例えば、表側へき開面114より励起光L0の大部分を発光点103から照射されるようにすることができる。
クラッド層113・クラッド層112は、n型およびp型それぞれのGaAs、GaP、InP、AlAs、GaN、InN、InSb、GaSb、及びAlNに代表されるIII−V属化合物半導体、並びに、ZnTe、ZeSe、ZnSおよびZnO等のII−VI属化合物半導体のいずれの半導体によって構成されていてもよく、順方向バイアスをアノード電極21及びカソード電極23に印加することで活性層111に電流を注入できるようになっている。
クラッド層113・クラッド層112および活性層111などの各半導体層との膜形成については、MOCVD(有機金属化学気相成長)法やMBE(分子線エピタキシー)法、CVD(化学気相成長)法、レーザアブレーション法、スパッタ法などの一般的な成膜手法を用いて構成できる。各金属層の膜形成については、真空蒸着法やメッキ法、レーザアブレーション法、スパッタ法などの一般的な成膜手法を用いて構成できる。
(発光部7の発光原理)
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。
まず、半導体レーザ3から発振されたレーザ光が発光部7に含まれる蛍光体に照射されることにより、蛍光体内に存在する電子が低エネルギー状態から高エネルギー状態(励起状態)に励起される。
その後、この励起状態は不安定であるため、蛍光体内の電子のエネルギー状態は、一定時間後にもとの低エネルギー状態(基底準位のエネルギー状態または励起準位と基底準位との間の準安定準位のエネルギー状態)に遷移する。
このように、高エネルギー状態に励起された電子が、低エネルギー状態に遷移することによって蛍光体が発光する。
白色光は、等色の原理を満たす3つの色の混色、または補色の関係を満たす2つの色の混色で構成でき、この原理・関係に基づき、半導体レーザから発振されたレーザ光の色と蛍光体が発する光の色とを、上述のように組み合わせることにより白色光を発生させることができる。
(変更例)
図5は、発光部7の変更例を示す断面図である。図5に示すように、発光部7および接着層15の側面に反射膜17を形成してもよい。この反射膜17は、接着層15の外側表面(発光部7および熱伝導部材13と接していない表面)の少なくとも一部を覆う光反射性の膜であり、例えば、金属薄膜(例えば、アルミニウム薄膜)である。
接着層15が拡散剤16を含んでいるため、レーザ光が拡散剤16によって拡散されることで、発光部7に向かわずに、接着層15の側面からもれるレーザ光(迷光と称する)が発生する。反射膜17を接着層15の側面に設けることによって、上記迷光が反射膜17に反射し、接着層15の内部にとどまる。それゆえ、レーザ光の利用効率を高めることができる。
なお、反射膜17は、少なくとも接着層15の側面を覆えばよく、発光部7の側面をも覆う必要はかならずしもない。しかし、発光部7の側面を反射膜17で覆うことにより、反射膜17による発光部7の冷却効果を得ることができる。反射膜17を発光部7よりも熱伝導性の高い物質で形成することにより、この効果を高めることができる。
(ヘッドランプ1の効果)
発光部7をハイパワーのレーザ光で励起すると、発光部7が激しく劣化することを本発明の発明者は見出した。発光部7の劣化は、発光部7に含まれる蛍光体そのものの劣化とともに、蛍光体を取り囲む封止材(例えば、シリコーン樹脂)の劣化によって主に引き起こされる。上述のサイアロン蛍光体は、レーザ光が照射されると60〜80%の効率で光を発生させるが、残りは熱となって放出される。この熱によって蛍光体を取り囲む物質が劣化すると考えられる。
ヘッドランプ1では、発光部7と熱伝導部材13との間に接着層15が設けられていることにより、発光部7と熱伝導部材13との隙間を埋めることができ、熱伝導部材13による発光部7の冷却効果を高めることができる。これにより、レーザ光を励起光源とした超高輝度な光源としてのヘッドランプの寿命を延ばし、その信頼性を高めることができる。
次に本発明の一実施例について図6を用いて説明する。図6は、発光部7および熱伝導部材13の具体例を示す図である。
発光部7として、封止材中に酸窒化物系蛍光体(Caα−SiAlON:CeおよびCASN:Eu)を分散させた波長変換部材を用いた。この発光部7は、直径3mm、厚さ1.5mmの円盤状のものである。
熱伝導部材13として、厚さ0.5mmのサファイア板(熱伝導率:42W/mK)を用い、この熱伝導部材13にアーデル社製の可視光重合型光学用接着剤エピカコール(Epixacolle)EP433を接着層15として用いて発光部7を接着した。この状態が図6に示されている。
Caα−SiAlON:CeとCASN:Euとで作製した発光部の場合、励起光を照明光(蛍光)に変換する効率は、約70%である。10Wの励起光を照射するとそのうち3Wは照明光に変換されず熱に変わる。
蛍光体を封止する封止材の熱伝導率は、シリコーン樹脂や有機無機ハイブリッドガラスで0.1〜0.2W/mK程度、無機ガラスで1〜2W/mK程度である。例えば、熱伝導率0.2W/mKの3mm×3mm×厚さ1mmの発熱体の3mm×3mm平面で1Wの発熱があり、上記発熱体が外部と熱的に絶縁されている場合を熱シミュレーションにより計算すると、発熱体の温度は500℃以上(555.6℃)になる。
ちなみに、熱伝導率2W/mKの封止材を用いると同じ大きさ・同じ発熱量の発熱体であっても温度上昇は55.6℃となる。すなわち、封止材の熱伝導率は非常に重要である。また、封止材の熱伝導率は2W/mKのまま、発熱体のサイズを3mm×1mm×厚さ1mmとすると、温度上昇は166.7℃となる。それゆえ、輝度を高くするために発光部7のサイズを小さくすればするほど、同じ発熱量でも温度上昇が激しくなり、発光部7に負担がかかるようになる。
これに対して、上述の発熱体(3mm×3mm×厚さ1mm、熱伝導率0.2W/mK)に熱伝導率40W/mKの熱伝導板(3mm×10mm×厚さ0.5mm)を熱的に接着した場合には、発熱体の温度上昇は170℃程度に抑えられる。熱伝導板の厚みを0.5mmから1.0mmとすることによって温度上昇は半分の85℃程度に抑制できる。また、発熱体の厚みを1mmから0.5mmとすることによって、熱伝導板への放熱性が向上するため、さらに発熱体の温度上昇を低下させることができる。
蛍光体発光部の温度を凡そ200℃程度以下にし、さらに、蛍光体として、酸窒化物系蛍光体またはIII−V族化合物半導体ナノ粒子蛍光体を用いることによって、特に発光部7での発熱が1Wを超えるような極めて強い励起光を照射しても、その発熱が迅速且つ効率的に放熱され、発光部7が損傷(劣化)してしまうことを防止できるようになる。
また、この発光部7を構成する封止材としては、有機無機ハイブリッドガラス、または無機ガラスが好ましく、シリコーン樹脂を使用する場合は、熱シミュレーションを厳密に行い温度上昇を150℃程度以下に抑えることが好ましい。有機無機ハイブリッドガラスであれば温度は250℃から300℃程度まで許容される。また、無機ガラスであれば500℃以上でも問題ない。
〔実施の形態2〕
本発明の他の実施形態について図7〜図8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。本実施形態では、熱伝導部材13ととともに発光部7を挟持する部材の他の例について説明する。
図7は、本実施形態のヘッドランプ30の構成を示す概略図である。同図に示すように、ヘッドランプ30は、透明板(固定部)18、金属リング19、反射鏡81、基板82およびネジ83を備えている。このヘッドランプ30では、発光部7は、熱伝導部材13と透明板18とによって挟持されている。
反射鏡81は、反射鏡8と同様の機能を有するものであるが、その焦点位置近傍で、光軸に対して垂直な平面によって切断された形状を有している。反射鏡81の材質については特に問われないが、反射率を考えると銅やSUS(ステンレス鋼)を用いて反射鏡を作製した後、銀メッキおよびクロメートコートなどを施すことが好ましい。その他、反射鏡81をアルミニウムを用いて作製し、酸化防止膜を表面に付与してもよいし、樹脂性の反射鏡本体の表面に金属薄膜を形成してもよい。
金属リング19は、反射鏡81が完全な反射鏡であった場合の、焦点位置近傍の形状を有するすり鉢形状のリングであり、すり鉢の底部が開口した形状を有している。この底部の開口部に発光部7が配置されている。
金属リング19のすり鉢形状の部分の表面は、反射鏡として機能し、金属リング19と反射鏡81とを組み合わせることで完全な形状の反射鏡が形成される。それゆえ、金属リング19は、反射鏡の一部として機能する部分反射鏡であり、反射鏡81を第1部分反射鏡と称する場合、焦点位置近傍の部分を有する第2部分反射鏡と称することができる。発光部7から出射された蛍光の一部は、金属リング19の表面で反射し、照明光としてヘッドランプ30の前方へ出射される。
金属リング19の材質は特に問われないが、放熱性を考えると銀、銅、アルミニウムなどが好ましい。金属リング19が銀やアルミニウムの場合は、すり鉢部を鏡面に仕上げた後、黒ずみや酸化防止のための保護層(クロメートコートや樹脂層など)を設けることが好ましい。また、金属リング19が銅の場合は、銀メッキ、あるいはアルミニウム蒸着後、前述の保護層を設けることが好ましい。
発光部7は、接着層15(図7では不図示)によって熱伝導部材13に接着されており、金属リング19も熱伝導部材13に当接している。金属リング19が熱伝導部材13に当接することにより、熱伝導部材13を冷却する効果が得られる。すなわち、金属リング19は、熱伝導部材13の冷却部としても機能する。
金属リング19と反射鏡81との間には透明板18が挟持されている。この透明板18は、発光部7のレーザ光照射面7aとは反対側の面と接しており、発光部7が熱伝導部材13から剥がれないように抑えつける役割を有している。金属リング19のすり鉢形状の部分の深さは、発光部7の高さとほぼ一致しているため、透明板18と熱伝導部材13との間の距離が一定に保たれた状態で、透明板18が発光部7に接している。そのため、熱伝導部材13と透明板18とによって挟持されることにより発光部7が押しつぶされることはない。
透明板18は、少なくとも透光性を有するものであればどのような材質のものでもよいが、熱伝導部材13と同様に熱伝導率が高いもの(20W/mK以上)が好ましい。例えば、透明板18はサファイア、窒化ガリウム、マグネシアまたはダイヤモンドを含んでいることが好ましい。この場合、透明板18は、発光部7よりも高い熱伝導率を有しており、発光部7において生じた熱に効率良く吸収することにより発光部7を冷却できる。
熱伝導部材13および透明板18の厚さは、厚さは0.3mm以上3.0mm以下程度が好ましい。上記厚さが0.3mm以下になると発光部7と金属リング19とを挟みこんで固定する強度が得られず、3.0mm以上になるとレーザ光の吸収を無視できなくなるとともに、部材コストが上昇してしまう。
基板82は、半導体レーザ3から出射されたレーザ光を通す開口部82aを有する板状の部材であり、この基板82に対して反射鏡81がネジ83によって固定されている。反射鏡81と基板82との間には熱伝導部材13、金属リング19および透明板18が配置されており、開口部82aの中心と金属リング19の底部の開口部の中心とはほぼ一致している。そのため、半導体レーザ3から出射されたレーザ光は、基板82の開口部82aを通って、熱伝導部材13を透過し、金属リング19の開口部を通って発光部7に到達する。
基板82の材質は特に問われないが、熱伝導率の高い金属を用いることで、基板82を、熱伝導部材13を冷却する冷却部として機能させることができる。熱伝導部材13は、基板82に全面的に接しているため、基板82を鉄、銅などの金属にすることで熱伝導部材13の冷却効果、しいては発光部7の冷却効果を高めることができる。
なお、金属リング19を、熱伝導部材13に対して確実に固定することが好ましい。基板82と反射鏡81とをネジ83によって固定することによって生じる圧力によって金属リング19を熱伝導部材13に対してある程度固定できる。しかし、金属リング19を接着剤で熱伝導部材13に接着する、熱伝導部材13を挟んで金属リング19を基板82にネジ止めするなどの方法により、確実に金属リング19を固定することで、金属リング19が動くことによって発光部7が剥離するという危険性を回避できる。
また、金属リング19は、上述の部分反射鏡としての機能を有し、かつ、反射鏡81と基板82とをネジ83で固定するときの圧力に耐えられるものであればよく、必ずしも金属である必要はない。例えば、金属リング19の代用となる部材は、上記圧力に耐えられる樹脂性リングの表面に金属薄膜が形成されているものであってもよい。
(ヘッドランプ30の効果)
ヘッドランプ30では、発光部7は、熱伝導部材13と透明板18とによって挟持されることにより、発光部7と熱伝導部材13との相対位置関係が固定される。それゆえ、接着層15の粘着性が低い場合や、発光部7と熱伝導部材13との間に熱膨張率の差が生じた場合でも、発光部7が熱伝導部材13から剥離することを防止できる。
(固定部のその他の例)
発光部7の熱伝導部材13に対する相対位置を固定する固定部は、板状の部材である必要はなく、発光部7のレーザ光照射面7aと対向する面(蛍光出射面と称する)の少なくとも一部に圧接する圧接面と、当該圧接面と熱伝導部材13との相対位置関係を固定する当接面固定部とを備えるものであればよい。
圧接面と熱伝導部材13との相対位置が固定されており、その圧接面が発光部7の蛍光出射面に圧接する(多少の圧力をかけて蛍光出射面に接する)ことにより、発光部7を熱伝導部材13に対して固定できる。
図8(a)〜(c)は、固定部の変形例を示す図である。固定部として、例えば、図8(a)に示すように、発光部7が円柱形状の場合には、発光部7の蛍光出射面と接する面を有し、熱伝導部材13に接続(接着または溶接)されている円筒形状の中空部材20aや、図8(b)に示すように、発光部7が直方体または立方体である場合には、直方体または立方体の中空部材20bを用いてもよい。ただし、中空部材20a・20bにおいて、熱伝導部材13に接続される側の面は開口している。
また、図8(c)に示すように、固定部20cの、蛍光出射面と接する面の一部(特に中央部)が開口していてもよい。この構成により、発光部7から出射される蛍光が固定部に吸収されることで当該蛍光をロスすることを防止できる。固定部は、透光性の部材であることが好ましいが、上記中央部が開口していれば、透光性のない物質(例えば、金属)で固定部を形成してもよい。
また、固定部として複数のワイヤを用い、これらワイヤの一方の端部を発光部7に接続し、他方の端部を熱伝導部材13に接続してもよい。
また、図8(d)に示すように、固定部20を設けずに、発光部7を接着層15によって熱伝導部材13に接続してもよい。
〔実施の形態3〕
本発明の他の実施形態について図9〜図14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。
ここでは、本発明の照明装置の一例としてのレーザダウンライト200について説明する。レーザダウンライト200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り、半導体レーザ3から出射したレーザ光を発光部7に照射することによって発生する蛍光を照明光として用いるものである。
なお、レーザダウンライト200と同様の構成を有する照明装置を、構造物の側壁または床に設置してもよく、上記照明装置の設置場所は特に限定されない。
図9は、発光ユニット210および従来のLEDダウンライト300の外観を示す概略図である。図10は、レーザダウンライト200が設置された天井の断面図である。図11は、レーザダウンライト200の断面図である。図9〜図11に示すように、レーザダウンライト200は、天板400に埋設され、照明光を出射する発光ユニット210と、光ファイバー5を介して発光ユニット210へレーザ光を供給するLD光源ユニット220とを含んでいる。LD光源ユニット220は、天井には設置されておらず、ユーザが容易に触れることができる位置(例えば、家屋の側壁)に設置されている。このようにLD光源ユニット220の位置を自由に決定できるのは、LD光源ユニット220と発光ユニット210とが光ファイバー5によって接続されているからである。この光ファイバー5は、天板400と断熱材401との間の隙間に配置されている。
(発光ユニット210の構成)
発光ユニット210は、図11に示すように、筐体211、光ファイバー5、発光部7、熱伝導部材13および透光板213を備えている。発光部7は、接着層15によって熱伝導部材13に接着されている。上述の実施形態と同様に、発光部7の熱が熱伝導部材13に伝わることで発光部7が冷却される。
筐体211には、凹部212が形成されており、この凹部212の底面に発光部7が配置されている。凹部212の表面には、金属薄膜が形成されており、凹部212は反射鏡として機能する。
また、筐体211には、光ファイバー5を通すための通路214が形成されており、この通路214を通って光ファイバー5が熱伝導部材13まで延びている。光ファイバー5の出射端部5aから出射されたレーザ光は、熱伝導部材13および接着層15を透過して発光部7に到達する。
透光板213は、凹部212の開口部をふさぐように配置された透明または半透明の板である。この透光板213は、透明板9と同様の機能を有するものであり、発光部7の蛍光は、透光板213を透して照明光として出射される。透光板213は、筐体211に対して取外し可能であってもよく、省略されてもよい。
図9では、発光ユニット210は、円形の外縁を有しているが、発光ユニット210の形状(より厳密には、筐体211の形状)は特に限定されない。
なお、ダウンライトでは、ヘッドランプの場合とは異なり、理想的な点光源は要求されず、発光点が1つというレベルで十分である。それゆえ、発光部7の形状、大きさおよび配置に関する制約は、ヘッドランプの場合よりも少ない。
(LD光源ユニット220の構成)
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。
光ファイバー5の一方の端部である入射端部5bは、LD光源ユニット220に接続されており、半導体レーザ3から発振されたレーザ光は、非球面レンズ4を介して光ファイバー5の入射端部5bに入射される。
図11に示すLD光源ユニット220の内部には、半導体レーザ3および非球面レンズ4が一対のみ示されているが、発光ユニット210が複数存在する場合には、発光ユニット210からそれぞれ延びる光ファイバー5の束を1つのLD光源ユニット220に導いてもよい。この場合、1つのLD光源ユニット220に複数の半導体レーザ3と非球面レンズ4との対が収納されることになり、LD光源ユニット220は集中電源ボックスとして機能する。
(レーザダウンライト200の設置方法の変更例)
図12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。
この構成では、熱伝導部材13は、筐体211の底部に、レーザ光入射側の面を全面的に当接させて配置されている。それゆえ、筐体211を熱伝導率の高い物質からなるものにすることによって熱伝導部材13の冷却部として機能させることができる。
(レーザダウンライト200と従来のLEDダウンライト300との比較)
従来のLEDダウンライト300は、図9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。
これに対して、レーザダウンライト200は、高光束の照明装置であるため、発光点は1つでもよい。それゆえ、照明光による陰影がきれいに出るという効果が得られる。また、発光部7の蛍光体を高演色蛍光体(例えば、数種類の酸窒化物蛍光体の組み合わせ)にすることにより、照明光の演色性を高めることができる。
これにより、白熱電球ダウンライトに迫る高演色を実現することができる。例えば、平均演色評価数Raが90以上のみならず、特殊演色評価数R9も95以上というLEDダウンライトや蛍光灯ダウンライトでは実現が難しい高演色光も高演色蛍光体と半導体レーザ3の組合せにより実現可能である。
図13は、LEDダウンライト300が設置された天井の断面図である。同図に示すように、LEDダウンライト300では、LEDチップ、電源および冷却ユニットを収納した筐体302が天板400に埋設されている。筐体302は比較的大きなものであり、筐体302が配置されている部分の断熱材401には、筐体302の形状に沿った凹部が形成される。筐体302から電源ライン303が延びており、この電源ライン303はコンセント(不図示)につながっている。
このような構成では、次のような問題が生じる。まず、天板400と断熱材401との間に発熱源である光源(LEDチップ)および電源が存在しているため、LEDダウンライト300を使用することにより天井の温度が上がり、部屋の冷房効率が低下するという問題が生じる。
また、LEDダウンライト300では、光源ごとに電源および冷却ユニットが必要であり、トータルのコストが増大するという問題が生じる。
また、筐体302は比較的大きなものであるため、天板400と断熱材401との間の隙間にLEDダウンライト300を配置することが困難な場合が多いという問題が生じる。
これに対して、レーザダウンライト200では、発光ユニット210には、大きな発熱源は含まれていないため、部屋の冷房効率を低下させることはない。その結果、部屋の冷房コストの増大を避けることができる。
また、発光ユニット210ごとに電源および冷却ユニットを設ける必要がないため、レーザダウンライト200を小型および薄型にすることができる。その結果、レーザダウンライト200を設置するためのスペースの制約が小さくなり、既存の住宅への設置が容易になる。
また、レーザダウンライト200は、小型および薄型であるため、上述したように、発光ユニット210を天板400の表面に設置することができ、LEDダウンライト300よりも設置に係る制約を小さくすることができるとともに工事費用を大幅に削減できる。
図14は、レーザダウンライト200およびLEDダウンライト300のスペックを比較するための図である。同図に示すように、レーザダウンライト200は、その一例では、LEDダウンライト300に比べて体積は94%減少し、質量は86%減少する。
また、LD光源ユニット220をユーザの手が容易に届く所に設置できるため、半導体レーザ3が故障した場合でも、手軽に半導体レーザ3を交換できる。また、複数の発光ユニット210から延びる光ファイバー5を1つのLD光源ユニット220に導くことにより、複数の半導体レーザ3を一括管理できる。そのため、複数の半導体レーザ3を交換する場合でも、その交換が容易にできる。
なお、LEDダウンライト300において、高演色蛍光体を用いたタイプの場合、消費電力10Wで約500lmの光束が出射できるが、同じ明るさの光をレーザダウンライト200で実現するためには、3.3Wの光出力が必要である。この光出力は、LD効率が35%であれば、消費電力10Wに相当し、LEDダウンライト300の消費電力も10Wであるため、消費電力では、両者の間に顕著な差は見られない。それゆえ、レーザダウンライト200では、LEDダウンライト300と同じ消費電力で、上述の種々のメリットが得られることになる。
以上のように、レーザダウンライト200は、レーザ光を出射する半導体レーザ3を少なくとも1つ備えるLD光源ユニット220と、発光部7および反射鏡としての凹部212を備える少なくとも1つの発光ユニット210と、発光ユニット210のそれぞれへ上記レーザ光を導く光ファイバー5とを含んでいる。
(その他の変更例)
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。
例えば、励起光源として高出力のLEDを用いてもよい。この場合には、450nmの波長の光(青色)を出射するLEDと、黄色の蛍光体、または緑色および赤色の蛍光体とを組み合わせることにより白色光を出射する発光装置を実現できる。
また、励起光源として、半導体レーザ以外の固体レーザを用いてもよい。ただし、半導体レーザを用いる方が、励起光源を小型化できるため好ましい。
本発明は、高輝度で長寿命な発光装置や照明装置、特に車両用等のヘッドランプに適用することができる。
1 ヘッドランプ(発光装置、車両用前照灯)
2 半導体レーザアレイ(励起光源)
3 半導体レーザ(励起光源)
7 発光部
7a レーザ光照射面(励起光照射面)
9 透明板(固定部)
13 熱伝導部材
15 接着層(間隙層)
16 拡散剤(熱伝導性粒子)
17 反射膜
18 透明板(固定部)
20a 中空部材(固定部)
20b 中空部材(固定部)
20c 固定部
30 ヘッドランプ
200 レーザダウンライト(発光装置、照明装置)

Claims (12)

  1. 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により発光する蛍光体を含む発光部と、
    上記発光部における上記励起光が照射される面である励起光照射面の側に配置され、上記発光部の熱を受け取る透光性の熱伝導部材と、
    上記熱伝導部材と上記励起光照射面との間の隙間を埋める間隙層とを備え、
    上記間隙層は、熱伝導性粒子を含み、
    上記熱伝導性粒子は所定の直径を有するとともに層を形成しており、当該層が上記発光部および上記熱伝導部材に接触することにより、上記発光部と上記熱伝導部材との間の距離を一定に維持することを特徴とする発光装置。
  2. 上記間隙層は、上記発光部と上記熱伝導部材とを接着するものであることを特徴とする請求項1に記載の発光装置。
  3. 上記間隙層は、上記発光部と上記熱伝導部材との熱膨張率の差を吸収する柔軟性を有していることを特徴とする請求項2に記載の発光装置。
  4. 上記発光部と上記熱伝導部材との相対位置関係を固定する固定部をさらに備え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。
  5. 上記固定部は、上記発光部よりも高い熱伝導率を有していることを特徴とする請求項4に記載の発光装置。
  6. 上記熱伝導性粒子は、上記励起光を拡散するものであ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。
  7. 上記間隙層の、上記発光部および上記熱伝導部材と接していない表面の少なくとも一部を覆う反射膜をさらに備えることを特徴とする請求項6に記載の発光装置。
  8. 上記間隙層の、上記熱伝導部材と上記励起光照射面との間の厚みは、30μm以下であることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の発光装置。
  9. 上記発光部における、上記励起光照射面と当該励起光照射面と対向する面との間の厚みは、上記蛍光体の粒径の10倍以上、2mm以下であることを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載の発光装置。
  10. 上記熱伝導部材における、上記励起光照射面の側に位置する第1面と当該第1面と対向する第2面との間の厚みは、0.3mm以上、3.0mm以下であることを特徴とする請求項1〜9のいずれか1項に記載の発光装置。
  11. 請求項1〜10のいずれか1項に記載の発光装置を備えていることを特徴とする照明装置。
  12. 請求項1〜10のいずれか1項に記載の発光装置を備えていることを特徴とする車両用前照灯。
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Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012121343A1 (ja) * 2011-03-08 2012-09-13 シャープ株式会社 発光装置、照明装置、車両用前照灯、プロジェクタおよび発光装置の製造方法
JP5021089B1 (ja) * 2011-06-21 2012-09-05 シャープ株式会社 発光装置、照明装置、車両用前照灯、プロジェクタ、および、発光装置の製造方法
JP5090549B2 (ja) * 2011-03-08 2012-12-05 シャープ株式会社 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
JP6192903B2 (ja) * 2012-07-12 2017-09-06 シャープ株式会社 光源装置、照明装置および車両用前照灯
DE102012109088B4 (de) * 2012-09-26 2019-05-09 Schott Ag Faseroptisches Konversionsmodul
JP6056117B2 (ja) * 2012-12-06 2017-01-11 スタンレー電気株式会社 発光装置及び車両用灯具
JP2014187224A (ja) * 2013-03-25 2014-10-02 Stanley Electric Co Ltd 半導体発光装置
JP6427962B2 (ja) 2014-06-03 2018-11-28 セイコーエプソン株式会社 光源装置、およびプロジェクター
KR102459950B1 (ko) * 2015-12-22 2022-10-27 엘지이노텍 주식회사 형광체 플레이트 패키지
JP6768205B2 (ja) 2018-05-24 2020-10-14 カシオ計算機株式会社 光源装置及び投影装置

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3329066B2 (ja) * 1993-05-18 2002-09-30 松下電器産業株式会社 レーザ装置
JP4249474B2 (ja) * 2002-12-06 2009-04-02 セイコーエプソン株式会社 波長多重チップ間光インターコネクション回路
JP2005109403A (ja) * 2003-10-02 2005-04-21 Fuji Photo Film Co Ltd レーザモジュールの製造方法
JP5124978B2 (ja) * 2005-06-13 2013-01-23 日亜化学工業株式会社 発光装置
US8071997B2 (en) * 2005-10-07 2011-12-06 Osram Sylvania Inc. LED with light transmissive heat sink
JP2009054513A (ja) * 2007-08-29 2009-03-12 Central Glass Co Ltd 線状光源
JP5071037B2 (ja) * 2007-10-22 2012-11-14 日亜化学工業株式会社 半導体レーザ装置
JP2009123633A (ja) * 2007-11-19 2009-06-04 Central Glass Co Ltd エバネッセント光源

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