JP5535252B2 - 投光装置およびそれに用いられる導光部材 - Google Patents

Description

この発明は、投光装置およびそれに用いられる導光部材に関し、特に、励起光が照射される蛍光部材を備えた投光装置およびそれに用いられる導光部材に関する。

従来、励起光が照射される蛍光部材を備えた投光装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

上記特許文献１には、レーザ光源として機能する紫外線ＬＤ素子と、紫外線ＬＤ素子（ＬＤ：Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ，半導体レーザ）から出射したレーザ光（励起光）を可視光に変換する蛍光体（蛍光部材）と、蛍光体から出射した可視光を反射する可視光反射鏡とを備えた光源装置（投光装置）が開示されている。この光源装置では、蛍光体から出射した可視光を反射する可視光反射鏡を設けることによって、光源装置の前方の所定領域が照明される。

特開２００３−２９５３１９号公報

ところで、上記特許文献１の光源装置を例えば自動車用の前照灯として用いる場合、光源装置から出射される光の投光パターンを制御する必要がある。具体的には、投光パターンが横長形状になるように、光源装置を構成する必要がある。上記特許文献１には投光パターンに関する記載はないが、投光パターンは円形状になると推察される。上記特許文献１の光源装置を自動車用の例えばロービーム（すれ違い用前照灯）として用いる場合、光源装置に遮光板を設け、投光パターンを所望の形状にする必要がある。この場合、蛍光の一部を遮光板により遮るので、光の利用効率が低下するという問題点がある。

また、自動車用の前照灯では、ハイビーム（走行用前照灯）とロービーム（すれ違い用前照灯）とを切り替える必要がある。また、ステアリングの操舵や方向指示器の駆動に連動させて、ＡＦＳ（Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｆｒｏｎｔ−Ｌｉｇｈｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）やコーナリングライトのように自動車の曲がる方向を照明する前照灯もある。このため、上記特許文献１の光源装置を自動車用の前照灯として用いる場合、投光パターン毎に光源装置を設ける必要があるという問題点がある。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の目的は、投光パターンを変更することが可能な投光装置およびそれに用いられる導光部材を提供することである。

なお、本明細書において、投光パターンを変更するとは、投光パターンの形状（投光領域の形状）を変更することや、投光パターンの濃淡を変更する（投光領域内のある領域の明暗を変更する）場合を含む概念である。

上記目的を達成するために、この発明の投光装置は、励起光を出射する複数の励起光源と、励起光源からの励起光により励起される蛍光部材と、励起光源の出力を制御する制御部と、蛍光部材から出射した光を投光する投光部材と、を備え、蛍光部材は励起光が照射される複数の照射領域を含み、制御部が複数の励起光源の出力を制御することにより、複数の照射領域の励起状態は個別に制御される。

この発明の投光装置では、上記のように、蛍光部材の複数の照射領域の励起状態は個別に制御される。これにより、蛍光部材から出射する光のパターンを変更することができるので、投光装置から出射する光の投光パターンを変更することができる。このため、所望の投光パターンを得るために、蛍光の一部を遮る遮光板を設ける必要がないので、光の利用効率が低下するのを抑制することができる。また、投光パターン毎に投光装置を設ける必要がないので、投光装置全体が大型化するのを防止することができる。

また、上記のように、制御部が複数の励起光源の出力を制御するだけで、複数の照射領域の励起状態を個別に制御して、投光装置から出射する光の投光パターンを変更することができる。すなわち、メカニカルな機構を設けることなく、電気的な制御だけで投光パターンを変更することができる。これにより、投光装置全体が大型化するのを抑制することができるとともに、投光装置の構造が複雑になるのを抑制することができる。

なお、本明細書および特許請求の範囲において、励起状態が制御されるとは、励起または非励起に制御される場合だけでなく、高いエネルギーで励起し、または、低いエネルギーで励起するように制御される場合も含む概念である。

上記投光装置において、好ましくは、励起光が入射される光入射面と、励起光を蛍光部材に向かって出射する光出射面とを含む導光部を複数備える。このように構成すれば、容易に、複数の照射領域の励起状態を個別に制御することができる。

上記複数の導光部を備える投光装置において、好ましくは、複数の照射領域の各々は、対応する導光部の光出射面の形状により規定される。このように構成すれば、照射領域の各々の形状を容易に所望の形状にすることができるので、投光装置から出射する光の投光パターンを容易に所望の形状にすることができる。

上記複数の導光部を備える投光装置において、好ましくは、光出射面は光入射面よりも小さい面積を有する。このように構成すれば、光入射面に入射した励起光は、集光された状態で光出射面から出射される。

上記投光装置において、好ましくは、複数の照射領域は選択的に励起される。このように構成すれば、投光パターンの形状を容易に変更することができる。

上記投光装置において、好ましくは、蛍光部材は所定方向に非対称な形状で励起される。このように構成すれば、投光パターンを容易に所定方向に非対称な形状にすることができる。

上記投光装置において、好ましくは、投光部材の焦点は照射領域の縁部に配置されている。このように構成すれば、投光パターンのうちの、投光部材の焦点が配置される照射領域の縁部に対応する部分において、明暗を急峻に切り替えることができる。

上記投光部材の焦点が照射領域の縁部に配置されている投光装置において、好ましくは、自動車用の前照灯に用いられ、投光部材の焦点は、照射領域のうちの投光パターンのカットオフラインを投影する縁部に配置されている。このように構成すれば、カットオフラインにおいて明暗を急峻に切り替えることができるので、特に効果的である。

なお、本明細書および特許請求の範囲において、カットオフラインとは、ロービーム（すれ違い用前照灯）の投光パターンの明暗の区切り線のことを言う。カットオフラインでは、明暗が急峻に切り替わることが要求される。

上記投光部材の焦点が照射領域のうちの投光パターンのカットオフラインを投影する縁部に配置されている投光装置において、好ましくは、投光部材の焦点は、照射領域のうちの投光パターンのエルボー点を投影する位置に配置されている。このように構成すれば、エルボー点近傍において明暗を急峻に切り替えることができるので、より効果的である。また、エルボー点近傍を最も明るくすることができる。すなわち、自動車の真正面の領域を最も明るく照らすことができる。

なお、本明細書および特許請求の範囲において、エルボー点とは、ロービーム（すれ違い用前照灯）の投光パターンの左半分および右半分のカットオフラインの交点のことを言う。

上記投光装置において、好ましくは、投光部材は蛍光部材から出射した光を透過するレンズを含む。このように構成すれば、蛍光部材から出射した光を所定の方向に容易に投光することができる。

上記投光部材がレンズを含む投光装置において、好ましくは、投光部材は、レンズと、蛍光部材から出射した光をレンズに向かって反射する反射面を有する反射部材とを含み、反射面は楕円面により形成され、反射面の第１焦点は照射領域に配置され、反射面の第２焦点とレンズの焦点とは一致している。このように構成すれば、照射領域から出射した光は、反射面で反射され、反射面の第２焦点を通過してレンズにより投光される。このとき、反射面の第２焦点とレンズの焦点とは一致しているので、レンズにより形成される投光パターンは、照射領域の形状を反映しやすくなる。なお、レンズを用いて投光する場合、レンズを設けずに光を反射部材により投光する場合に比べて、投光パターンは照射領域の形状をより反映しやすくなる。また、反射部材を設けることによって、反射部材を設けずに光をレンズにより投光する場合に比べて、蛍光部材から出射した光をより多く照明光として利用することができる。これにより、光の利用効率を向上させることができる。

なお、本明細書および特許請求の範囲において、第１焦点とは、反射面の頂点に近い方の焦点のことを言い、第２焦点とは、反射面の頂点から遠い方の焦点のことを言う。

上記投光部材がレンズを含む投光装置において、好ましくは、レンズの焦点は照射領域に配置されている。このように構成すれば、レンズにより形成される投光パターンは、照射領域の形状を反映しやすくなる。なお、レンズを用いて光を投光する場合、レンズを設けずに光を反射部材により投光する場合に比べて、投光パターンは照射領域の形状をより反映しやすくなる。

上記投光装置において、好ましくは、蛍光部材は、励起光が照射されることにより白色光を出射する第１蛍光部材と、励起光が照射されることにより橙色光を出射する第２蛍光部材とを含み、第１蛍光部材は車両用の前照灯の光源として機能し、第２蛍光部材は車両用の方向指示器の光源として機能する。このように構成すれば、１つの投光装置で前照灯と方向指示器とを兼ねることができるので、特に有効である。

この場合、好ましくは、第２蛍光部材は間欠励起される。このように構成すれば、投光装置を車両用の方向指示器として容易に機能させることができる。

上記投光装置において、好ましくは、制御部は複数の励起光源の出力を個別に制御する。このように構成すれば、容易に、複数の照射領域の励起状態を個別に制御することができる。

上記投光装置において、好ましくは、励起光はレーザ光を含む。

上記投光装置は、好ましくは、車両用の灯具として用いられる。

上記車両用の灯具として用いられる投光装置は、好ましくは、自動車用のすれ違い用前照灯および走行用前照灯として用いられる。このように構成すれば、すれ違い用前照灯および走行用前照灯を別々に設ける必要がないので、投光装置全体が大型化するのを抑制することができる。

上記車両用の灯具として用いられる投光装置は、好ましくは、自動車用のＡＦＳおよびコーナリングライトの少なくとも一方として用いられる。

この発明の導光部材は、上記導光部を複数備える投光装置に用いられる導光部材であって、複数の導光部を備える。

以上のように、本発明によれば、投光パターンを変更することが可能な投光装置およびそれに用いられる導光部材を容易に得ることができる。

本発明の第１実施形態の投光装置の構造を示した断面図である。 図１に示した本発明の第１実施形態の集光部材の構造を示した斜視図である。 図２に示した本発明の第１実施形態の集光部１２１の構造を示した斜視図である。 図２に示した本発明の第１実施形態の集光部１２２の構造を示した斜視図である。 図２に示した本発明の第１実施形態の集光部１２３の構造を示した斜視図である。 図２に示した本発明の第１実施形態の集光部１２４の構造を示した斜視図である。 図１に示した本発明の第１実施形態の集光部材の光出射面の構造を示した正面図である。 図１に示した本発明の第１実施形態の蛍光部材の照射面の構造を示した正面図である。 図１に示した本発明の第１実施形態の投光装置から出射する光を説明するための図である。 図１に示した本発明の第１実施形態の投光装置から出射する光を説明するための図である。 図１に示した本発明の第１実施形態の投光装置の２５ｍ前方における投光パターンを説明するための図である。 自動車のロービームに要求される投光パターンを説明するための図である。 図１に示した本発明の第１実施形態の投光装置の２５ｍ前方における投光パターンを説明するための図である。 図１に示した本発明の第１実施形態の投光装置の２５ｍ前方における投光パターンを説明するための図である。 図１に示した本発明の第１実施形態の投光装置の２５ｍ前方における投光パターンを説明するための図である。 本発明の第２実施形態の集光部材の構造を示した斜視図である。 図１６に示した本発明の第２実施形態の集光部２２１の構造を示した斜視図である。 図１６に示した本発明の第２実施形態の集光部材の光出射面の構造を示した正面図である。 本発明の第２実施形態の蛍光部材の照射面の構造を示した正面図である。 本発明の第３実施形態の投光装置の構造を示した断面図である。 本発明の第４実施形態の投光装置の構造を示した断面図である。 本発明の第５実施形態の投光装置の構造を示した断面図である。 本発明の第１変形例の集光部材の光出射面の構造を示した正面図である。 本発明の第２変形例の集光部材の構造を示した平面図である。 本発明の第３変形例の投光装置の構造を示した断面図である。 本発明の第４変形例の投光装置の構造を示した断面図である。 本発明の第５変形例の集光部の構造を説明するための図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、理解を容易にするために、断面図であってもハッチングを施さない場合や、断面図でなくてもハッチングを施す場合がある。

（第１実施形態）
まず、図１〜図１１を参照して、本発明の第１実施形態による投光装置１の構造について説明する。

本発明の第１実施形態による投光装置１は、例えば自動車（車両）などの前方を照明する前照灯（灯具）として用いられるものである。投光装置１は図１に示すように、レーザ光源として機能する複数のレーザ発生装置１０と、複数のレーザ発生装置１０から出射したレーザ光を利用して所定の方向（Ａ方向）に光を投光する投光ユニット２０とを備える。

レーザ発生装置１０は、所謂キャンパッケージ型の半導体レーザであり、半導体レーザ素子１１（励起光源）と、半導体レーザ素子１１が半田など（図示せず）を用いて実装されるヒートスプレッダ１２と、これらを収納する金属製の収納部材１３とを含んでいる。

半導体レーザ素子１１は例えばワイドストライプ型レーザであって、励起光として機能するレーザ光を出射する。また、半導体レーザ素子１１は、例えば約４０５ｎｍの中心波長を有する青紫色のレーザ光を出射するように構成されている。なお、各半導体レーザ素子１１の出力は例えば１Ｗである。

ヒートスプレッダ１２は、半導体レーザ素子１１から発生した熱を放熱する放熱部材として機能するとともに、複数の半導体レーザ素子１１が実装される実装基板として機能する。ヒートスプレッダ１２は例えば窒化アルミニウム製の平板により形成されており、収納部材１３の底面に半田付けされている。また、ヒートスプレッダ１２の実装面上には、半導体レーザ素子１１と電気的に接続される複数の電極パターン（図示せず）が形成されている。

また、収納部材１３は、例えば５．６ｍｍφの外形を有するとともに、レーザ光の出射側に開口部を有する円筒型に形成されている。また、収納部材１３の開口部にはレーザ光を透過するガラス板（図示せず）が取り付けられており、収納部材１３の内部には不活性ガスが封入されている。また、収納部材１３には放熱フィンなど（図示せず）が設けられていてもよく、収納部材１３は例えば空冷されてもよい。

複数のレーザ発生装置１０には、半導体レーザ素子１１に電力を供給する電力供給部３０が接続されている。電力供給部３０は、複数の半導体レーザ素子１１に個別に通電して駆動できるように構成されている。電力供給部３０は、投光装置１全体を制御する制御部３１に接続されており、制御部３１からの制御信号に基づいて、半導体レーザ素子１１の駆動／停止を切り替えるように構成されている。制御部３１は、複数の半導体レーザ素子１１の出力を個別に制御するように構成されている。なお、本実施形態では、制御部３１は、複数の半導体レーザ素子１１の駆動を個別に制御するように構成されている。また、制御部３１は、例えば投光装置１を点灯／消灯するために運転者が操作する主スイッチ（図示せず）と、ロービームおよびハイビームを切り替えるためのスイッチと、方向指示器（図示せず）のスイッチとに接続されている。

レーザ発生装置１０は、投光ユニット２０の後述する集光部材２１の光入射面に対向配置されており、レーザ発生装置１０から出射したレーザ光は集光部材２１に入射する。本実施形態では、集光部材２１の後述する集光部１２１、１２２、１２３および１２４に対してレーザ発生装置１０がそれぞれ、４個、２個、１個、１個設けられている。なお、レーザ発生装置１０は、投光ユニット２０の例えば集光部材２１の光入射面に透明な接着層などを用いて固定されていてもよい。

投光ユニット２０は、レーザ発生装置１０（半導体レーザ素子１１）のレーザ光出射側に配置され、レーザ発生装置１０からのレーザ光を集光しながら導光する集光部材２１（導光部材）と、集光部材２１から出射したレーザ光の少なくとも一部を蛍光に変換して出射する蛍光部材２２と、蛍光部材２２から出射した蛍光を所定の方向に向かって反射する反射部材２３（投光部材）と、蛍光部材２２を支持する支持部材２４と、反射部材２３の前方（Ａ方向側）に配置されるレンズ２５（投光部材）とを含んでいる。

集光部材２１は透光性を有する部材により形成されている。集光部材２１の材料としては、例えばホウケイ酸クラウン光学ガラス（ＢＫ７）または合成石英などのガラスや、樹脂などが挙げられる。

本実施形態では図１および図２に示すように、集光部材２１は４つの集光部（導光部）１２１、１２２、１２３および１２４を含んでいる。

集光部１２１は図３に示すように、４個の半導体レーザ素子１１（図１参照）から出射したレーザ光（励起光）が入射される光入射面１２１ａと、レーザ光を蛍光部材２２に向かって出射する光出射面１２１ｂと、光入射面１２１ａおよび光出射面１２１ｂの間に配置される上面１２１ｃ、下面１２１ｄおよび一対の側面１２１ｅとを含んでいる。

光入射面１２１ａは長方形状に形成されており、光出射面１２１ｂは光入射面１２１ａよりも小さい面積を有するように形成されている。また、光出射面１２１ｂは左右方向に非対称に形成されており、ロービーム（すれ違い用前照灯）の投光パターンに対応する形状に形成されている。具体的には、光入射面１２１ａは約３ｍｍの高さ（Ｈ１２１ａ）と、約１８ｍｍの幅（Ｗ１２１ａ）とを有する。また、光出射面１２１ｂは右上部分（図３では左上部分）を切り欠いたような形状に形成されており、左右で異なる高さを有する。なお、左とは、自動車の走行方向に向かって左側（Ｃ方向とは反対側）のことを意味し、図３では右になる。また、右とは、自動車の走行方向に向かって右側（Ｃ方向側）のことを意味し、図３では左になる。光出射面１２１ｂの左部分は約１．９ｍｍの高さ（ＨＬ１２１ｂ）を有し、右部分は約１．５ｍｍの高さ（ＨＲ１２１ｂ）を有する。また、下面１２１ｄの光出射面１２１ｂ側の端部は約６ｍｍの幅（Ｗ１２１ｄ）を有する。また、図３のＷ１２１ｅは約３ｍｍの幅を有し、Ｗ１２１ｆは約２．６ｍｍの幅を有する。また、Ｗ１２１ｇは約０．４ｍｍの幅を有する。また、集光部１２１は約５０ｍｍの長さ（Ｌ１２１）を有する。

集光部１２２は図４に示すように、２個の半導体レーザ素子１１から出射したレーザ光が入射される光入射面１２２ａと、レーザ光を出射する光出射面１２２ｂと、光入射面１２２ａおよび光出射面１２２ｂの間に配置される上面１２２ｃ、下面１２２ｄおよび一対の側面１２２ｅとを含んでいる。

光入射面１２２ａは長方形状に形成されており、光出射面１２２ｂは光入射面１２２ａよりも小さい面積を有するように形成されている。また、光出射面１２２ｂは左右非対称に形成されており、集光部１２１の光出射面１２１ｂと組み合わせることによりハイビーム（走行用前照灯）の投光パターンに対応する形状となるように形成されている。具体的には、光入射面１２２ａは約３ｍｍの高さ（Ｈ１２２ａ）と、約６ｍｍの幅（Ｗ１２２ａ）とを有する。また、光出射面１２２ｂは左下部分を切り欠いたような形状に形成されており、左右で異なる高さを有する。光出射面１２２ｂの左部分は約１ｍｍの高さ（ＨＬ１２２ｂ）を有し、右部分は約１．４ｍｍの高さ（ＨＲ１２２ｂ）を有する。また、上面１２２ｃの光出射面１２２ｂ側の端部は約４．４ｍｍの幅（Ｗ１２２ｃ）を有する。また、図４のＷ１２２ｄは約２ｍｍの幅を有し、Ｗ１２２ｅは約２ｍｍの幅を有する。また、Ｗ１２２ｆは約０．４ｍｍの幅を有する。また、集光部１２２は約５０ｍｍの長さ（Ｌ１２２）を有する。

集光部１２３は図５に示すように、１個の半導体レーザ素子１１から出射したレーザ光が入射される光入射面１２３ａと、レーザ光を出射する光出射面１２３ｂと、光入射面１２３ａおよび光出射面１２３ｂの間に配置される上面１２３ｃ、下面１２３ｄおよび一対の側面１２３ｅとを含んでいる。

光入射面１２３ａは正方形状に形成されており、光出射面１２３ｂは光入射面１２３ａよりも小さい面積を有する正方形状に形成されている。具体的には、光入射面１２３ａは約３ｍｍの高さ（Ｈ１２３ａ）と、約３ｍｍの幅（Ｗ１２３ａ）とを有する。また、光出射面１２３ｂは約１．５ｍｍの高さ（Ｈ１２３ｂ）と、約１．５ｍｍの幅（Ｗ１２３ｂ）とを有する。また、集光部１２３は約５０ｍｍの長さ（Ｌ１２３）を有する。

集光部１２４は図６に示すように、集光部１２３を左右反転したように形成されており、１個の半導体レーザ素子１１から出射したレーザ光が入射される光入射面１２４ａと、レーザ光を出射する光出射面１２４ｂと、光入射面１２４ａおよび光出射面１２４ｂの間に配置される上面１２４ｃ、下面１２４ｄおよび一対の側面１２４ｅとを含んでいる。

光入射面１２４ａは正方形状に形成されており、光出射面１２４ｂは光入射面１２４ａよりも小さい面積を有する正方形状に形成されている。具体的には、光入射面１２４ａは約３ｍｍの高さ（Ｈ１２４ａ）と、約３ｍｍの幅（Ｗ１２４ａ）とを有する。また、光出射面１２４ｂは約１．５ｍｍの高さ（Ｈ１２４ｂ）と、約１．５ｍｍの幅（Ｗ１２４ｂ）とを有する。また、集光部１２４は約５０ｍｍの長さ（Ｌ１２４）を有する。

そして、４つの集光部１２１〜１２４は互いに所定の間隔を隔てて、図２および図７に示すように配置されている。

集光部材２１の光入射面１２１ａ〜１２４ａおよび光出射面１２１ｂ〜１２４ｂ上には、図示しない反射防止（ＡＲ（Ａｎｔｉ Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ））膜が形成されていてもよい。

また、光出射面１２１ｂ〜１２４ｂをすりガラス状の粗面あるいは所謂モスアイ状にしてもよい。この場合、集光部１２１〜１２４内部から光出射面１２１ｂ〜１２４ｂを通して外部にレーザ光を取り出す際の取り出し効率を大きく向上させることができた。光出射面１２１ｂ〜１２４ｂが平坦面である場合には、集光部１２１〜１２４内部においてレーザ光が光出射面１２１ｂ〜１２４ｂに到達した際に、光出射面１２１ｂ〜１２４ｂの内側で反射され、外部に取り出すことができないレーザ光成分が生じてしまう。それに対し、光出射面１２１ｂ〜１２４ｂをすりガラス状の粗面あるいは所謂モスアイ状とすることによって、光出射面１２１ｂ〜１２４ｂの内側での反射が抑制され、光を効率的に外部に取り出すことができる。

また、集光部材２１の上面１２１ｃ〜１２４ｃ、下面１２１ｄ〜１２４ｄおよび一対の側面１２１ｅ〜１２４ｅは、光入射面１２１ａ〜１２４ａに入射したレーザ光を反射して光出射面１２１ｂ〜１２４ｂまで導く機能を有する。

ここで、集光部材２１に入射したレーザ光の進行について簡単に説明する。半導体レーザ素子１１から出射したレーザ光は、集光部材２１の光入射面１２１ａ〜１２４ａに入射する。そして、レーザ光は上面１２１ｃ〜１２４ｃ、下面１２１ｄ〜１２４ｄおよび一対の側面１２１ｅ〜１２４ｅで全反射を繰り返すことにより、集光されながら光出射面１２１ｂ〜１２４ｂまで導光され、光出射面１２１ｂ〜１２４ｂから外部に出射する。ここで、半導体レーザ素子１１から出射したレーザ光の光強度分布はガウス分布となっているが、上記のようにレーザ光は集光部材２１内で反射を繰り返しながら集光されて導光されるので、集光部材２１の光出射面１２１ｂ〜１２４ｂにおけるレーザ光の光強度分布は均一になる。このため、蛍光部材２２の後述する照射面２２ａに光密度が高くなりすぎる部分が発生するのを抑制することが可能である。これにより、蛍光部材２２に含有される蛍光体やバインダーが熱により劣化したり、光により化学反応を起こし劣化するのを抑制することが可能である。なお、集光部材２１は全反射を利用して光を導光するものに限らず、単に反射を利用して光を導光するものであってもよい。

蛍光部材２２は図１に示すように、レーザ光が照射される照射面２２ａを有する。照射面２２ａは、集光部材２１の光出射面１２１ｂ〜１２４ｂから例えば約１．５ｍｍ離れた位置に配置されている。また、蛍光部材２２は図８に示すように、約３．２ｍｍの高さ（Ｈ２２）と、約９．５ｍｍの幅（Ｗ２２）と、約０．１ｍｍの均一な厚みとを有する。なお、レーザ光を照射する面積に相当する面積分のみを有する蛍光部材２２を用いて、レーザ光を蛍光部材２２の照射面２２ａの全面に照射してもよい。

また、蛍光部材２２は、例えば青紫色光（励起光）を赤色光、緑色光および青色光にそれぞれ変換して出射する３種類の蛍光体粒子を用いて形成されている。青紫色光を赤色光に変換する蛍光体としては、例えばＣａＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕが挙げられる。青紫色光を緑色光に変換する蛍光体としては、例えばβ−ＳｉＡｌＯＮ：Ｅｕが挙げられる。青紫色光を青色光に変換する蛍光体としては、例えば（Ｂａ，Ｓｒ）ＭｇＡｌ_１０Ｏ_１７：Ｅｕが挙げられる。これらの蛍光体は無機のバインダー（シリカやＴｉＯ_２など）により繋ぎ止められている。そして、蛍光部材２２から出射する赤色光、緑色光および青色光の蛍光が混色されることによって、白色光が得られる。なお、赤色光は例えば約６４０ｎｍの中心波長を有する光であり、緑色光は例えば約５２０ｎｍの中心波長を有する光である。また、青色光は例えば約４５０ｎｍの中心波長を有する光である。

蛍光部材２２は図１に示すように、反射部材２３の反射面２３ａの第１焦点Ｆ２３ａを含む領域に配置されている。蛍光部材２２は例えばアルミニウムなどの金属からなる支持部材２４上に設けられている。例えば、蛍光部材２２は、蛍光体粒子を含有する樹脂を支持部材２４上に塗布して硬化させることによって、形成されている。支持部材２４は反射部材２３の反射面２３ａに固定されている。支持部材２４は、蛍光部材２２から出射した光を透過する例えばガラスや樹脂などにより形成されていてもよい。なお、支持部材２４を金属により形成すれば、蛍光部材２２で発生する熱を効率よく放熱させることが可能である。その一方、支持部材２４を透明なガラスや樹脂により形成すれば、光が支持部材２４で遮られるのを抑制することが可能であり、光の利用効率を向上させることが可能である。

蛍光部材２２は図８に示すように、レーザ光（励起光）が照射される複数の照射領域Ｓ１２１、Ｓ１２２、Ｓ１２３およびＳ１２４を含む。具体的には、蛍光部材２２は、集光部１２１の光出射面１２１ｂに対応する照射領域Ｓ１２１と、集光部１２２の光出射面１２２ｂに対応する照射領域Ｓ１２２と、集光部１２３の光出射面１２３ｂに対応する照射領域Ｓ１２３と、集光部１２４の光出射面１２４ｂに対応する照射領域Ｓ１２４とを含む。照射領域Ｓ１２１〜Ｓ１２４の各々の形状は、対応する集光部材２１の光出射面１２１ｂ〜１２４ｂの形状により規定される。

照射領域Ｓ１２１はロービーム（すれ違い用前照灯）の投光パターンＰ１２１（図１１参照）が投影像となるように左右方向（所定方向）に非対称に形成され、右上部分を切り欠いたような形状になる。また、照射領域Ｓ１２１には、投光パターンＰ１２１の後述するカットオフラインＭ１、Ｍ２およびエルボー点Ｅ（図１１参照）が投影像となるラインＳｍ１、Ｓｍ２および点Ｓｅが形成される。このラインＳｍ１およびＳｍ２は、照射領域Ｓ１２１の縁部の一部を構成している。点ＳｅはラインＳｍ１とラインＳｍ２との交点である。

照射領域Ｓ１２２は、照射領域Ｓ１２１と組み合わせることによりハイビーム（走行用前照灯）の投光パターンが投影像となるように形成される。照射領域Ｓ１２３およびＳ１２４はそれぞれ、照射領域Ｓ１２１の右側（Ｃ方向側）および左側に形成される。

複数の照射領域Ｓ１２１〜Ｓ１２４の励起状態は、後述するように個別に制御される。本実施形態では、複数の照射領域Ｓ１２１〜Ｓ１２４は選択的に励起される。

反射部材２３の反射面２３ａは図１に示すように、蛍光部材２２の照射面２２ａに対向するように配置されているとともに、蛍光部材２２から出射した光をレンズ２５に向かって反射する機能を有する。また、反射面２３ａは、楕円面の一部を含むように形成されている。具体的には、反射面２３ａは楕円面を、その第１焦点Ｆ２３ａと第２焦点Ｆ２３ｂとを結ぶ軸に直交（交差）する面で分割したような形状に形成されている。反射面２３ａは約３０ｍｍの深さ（Ｂ方向の長さ）を有するとともに、投光方向（Ａ方向）から見て約１５ｍｍの半径を有する円形状に形成されている。

反射部材２３の反射面２３ａの第１焦点Ｆ２３ａは図８に示すように、蛍光部材２２の照射領域Ｓ１２１の点Ｓｅ（ラインＳｍ１およびＳｍ２の交点）に略一致するように配置されている。言い換えると、第１焦点Ｆ２３ａは、照射領域Ｓ１２１のうちの投光パターンＰ１２１の後述するエルボー点Ｅを投影する位置に配置されている。

また図１に示すように、反射部材２３の頂点部分には、貫通穴２３ｂが形成されている。この貫通穴２３ｂには、集光部材２１が挿入される。

なお、反射部材２３は金属により形成されていてもよいし、樹脂の表面に反射膜を設けることにより形成されていてもよい。

レンズ２５は反射部材２３の前方に配置されている。レンズ２５は約３５ｍｍの直径を有する。レンズ２５は蛍光部材２２から出射し反射部材２３により反射された光を透過して投光装置１の外部に出射する。レンズ２５の焦点Ｆ２５と反射部材２３の反射面２３ａの第２焦点Ｆ２３ｂとは略一致している。なお、レンズ２５は平凸レンズであってもよいし、両凸レンズやその他の形状であってもよい。

本実施形態では、蛍光部材２２の照射領域Ｓ１２１〜Ｓ１２４から出射した光は、反射部材２３の反射面２３ａで反射され、反射面２３ａの第２焦点Ｆ２３ｂ（またはその近傍）を通過してレンズ２５により投光される。そして、投光装置１の２５ｍ前方の投光パターンは、照射領域Ｓ１２１〜Ｓ１２４を投影したものとなる。

なお、図９に示すように、蛍光部材２２のうちの反射面２３ａの焦点Ｆ２３ａに対応する部分から出射した光は、反射部材２３およびレンズ２５により平行光にされて投光される。その一方、図１０に示すように、反射面２３ａの焦点Ｆ２３ａから例えば右側（Ｃ方向側）にずれた位置から出射した光は、反射部材２３およびレンズ２５により右側に広がった状態で投光される。

次に、図８および図１１〜図１５を参照して、投光装置１の動作および投光パターンＰについて説明する。

この投光装置１では、投光装置１の主スイッチが運転者によりオンされると、制御部３１により、集光部１２１に対応する４個の半導体レーザ素子１１が通電されて駆動される。このとき、蛍光部材２２の照射領域Ｓ１２１（図８参照）が励起され、照射領域Ｓ１２１から光が出射する。照射領域Ｓ１２１から出射した光は反射部材２３およびレンズ２５により投光される。そして、投光装置１の２５ｍ前方の投光パターンＰ（＝Ｐ１２１）は図１１に示すようになり、ロービーム用の投光パターンが得られる。

具体的には、投光パターンＰ１２１は、右上方向には拡がらず、左右方向（水平方向）および下方向に拡がる。この投光パターンＰ１２１では、カットオフラインＭ１およびＭ２において明暗が急峻に切り替わっており、カットオフラインＭ１およびＭ２の上側の領域には照明光が照射されない。すなわち、投光パターンＰ１２１は右上部分を切り欠いたような形状に形成される。このため、対向車の運転者に与えるグレア光を抑制することが可能である。また、カットオフラインＭ１およびＭ２の交点であるエルボー点Ｅ近傍の領域Ｒ１（自動車の真正面の領域）の照度が最も高くなり、領域Ｒ１から離れるにしたがって照度が低くなる。すなわち、領域Ｒ１、Ｒ２およびＲ３の順に照度が低くなる。

なお、日本などの左側走行の国では自動車のロービームは図１２に示すように、右上部分を切り欠いたような投光パターンＰが要求される。カットオフラインＭ１およびＭ２では、対向車の運転者にグレア光を与えないように、明暗が急峻に切り替わることが必要である。

次に、ロービームとハイビームとを切り替えるためのスイッチが運転者により操作され、ロービームからハイビームに切り替えられると、制御部３１により、集光部１２２に対応する２個の半導体レーザ素子１１がさらに通電されて駆動される。このとき、蛍光部材２２の照射領域Ｓ１２１およびＳ１２２（図８参照）が励起され、照射領域Ｓ１２１およびＳ１２２から光が出射する。そして、投光パターンＰ（＝Ｐ１２１＋Ｐ１２２）は図１３に示すようになり、ハイビーム用の投光パターンが得られる。なお、図１３では、投光パターンＰ１２２のみにハッチングを施している。

また、自動車が右折する際に、右折用の方向指示器のスイッチが運転者によりオンされたり、ハンドル（ステアリング）が右折側に操作されると、制御部３１により、集光部１２３に対応する１個の半導体レーザ素子１１がさらに通電されて駆動される。このとき、例えばロービームに設定されているとすると、蛍光部材２２の照射領域Ｓ１２１およびＳ１２３（図８参照）が励起され、照射領域Ｓ１２１およびＳ１２３から光が出射する。そして、投光パターンＰ（＝Ｐ１２１＋Ｐ１２３）は図１４に示すように右側に広がる。すなわち、自動車の曲がる方向を照明することが可能となる。なお、図１４では、投光パターンＰ１２３のみにハッチングを施している。

また、自動車が左折する際に、左折用の方向指示器のスイッチが運転者によりオンされたり、ハンドルが左折側に操作されると、制御部３１により、集光部１２４に対応する１個の半導体レーザ素子１１が通電されて駆動される。このとき、例えばハイビームに設定されているとすると、蛍光部材２２の照射領域Ｓ１２１、Ｓ１２２およびＳ１２４（図８参照）が励起され、照射領域Ｓ１２１、Ｓ１２２およびＳ１２４から光が出射する。そして、投光パターンＰ（＝Ｐ１２１＋Ｐ１２２＋Ｐ１２４）は図１５に示すように左側に広がる。なお、図１５では、投光パターンＰ１２４のみにハッチングを施している。

以上のように、投光装置１は、ロービームおよびハイビームとして機能するとともに、自動車の曲がる方向を照明するコーナーリングライト（またはＡＦＳ）としても機能する。

なお、右折や左折に関係なく、集光部１２３および１２４に対応する半導体レーザ素子１１を駆動できるように構成してもよい。この場合、左右により広い領域を照明することが可能となる。例えば、自動車が高速で走行する場合には、集光部１２１および１２２に対応する半導体レーザ素子１１だけが駆動され、蛍光部材２２の照射領域Ｓ１２１およびＳ１２２のみが励起されてもよい。この場合、左右の領域を無駄に照明するのを抑制することが可能である。また例えば、自動車が市街地などを低速で走行する場合には、全ての半導体レーザ素子１１が駆動され、蛍光部材２２の照射領域Ｓ１２１〜Ｓ１２４の全てが励起されてもよい。この場合、左右に広い領域を照明することが可能である。自動車の速度を検出する車速センサを制御部３１に接続すれば、自動車の速度に応じて投光装置の照明領域（投光領域）を容易に制御することが可能である。

本実施形態では、上記のように、蛍光部材２２の複数の照射領域Ｓ１２１、Ｓ１２２、Ｓ１２３およびＳ１２４の励起状態は個別に制御される。これにより、蛍光部材２２から出射する光のパターンを変更することができるので、投光装置１から出射する光の投光パターンＰを変更することができる。このため、所望の投光パターンＰを得るために、蛍光の一部を遮る遮光板を設ける必要がないので、光の利用効率が低下するのを抑制することができる。また、投光パターンＰ毎に投光装置１を設ける必要がないので、投光装置１全体が大型化するのを防止することができる。

また、制御部３１が複数の半導体レーザ素子１１への通電を制御するだけで、蛍光部材２２の複数の照射領域Ｓ１２１、Ｓ１２２、Ｓ１２３およびＳ１２４の励起状態を個別に制御して、投光装置１から出射する光の投光パターンＰを変更することができる。このため、例えば、必要な投光パターンＰ毎に投光装置１を設けたり、投光パターンＰを変更するためのメカニカルな機構（例えば反射部材を機械的に回転させる機構など）を設ける必要がない。すなわち、メカニカルな機構を設けることなく、電気的な制御だけで投光パターンＰを変更することができる。これにより、投光装置１全体が大型化するのを抑制することができるとともに、投光装置１の構造が複雑になるのを抑制することができる。

また、上記のように、複数の集光部１２１、１２２、１２３および１２４を設けることによって、容易に、複数の照射領域Ｓ１２１、Ｓ１２２、Ｓ１２３およびＳ１２４の励起状態を個別に制御することができる。

また、上記のように、複数の照射領域Ｓ１２１、Ｓ１２２、Ｓ１２３およびＳ１２４の各々は、対応する光出射面１２１ｂ、１２２ｂ、１２３ｂおよび１２４ｂの形状により規定される。これにより、照射領域Ｓ１２１、Ｓ１２２、Ｓ１２３およびＳ１２４の各々の形状を容易に所望の形状にすることができるので、投光装置１から出射する光の投光パターンＰを容易に所望の形状にすることができる。

また、上記のように、光出射面１２１ｂ、１２２ｂ、１２３ｂおよび１２４ｂの各々は光入射面１２１ａ、１２２ａ、１２３ａおよび１２４ａよりも小さい面積を有する。これにより、光入射面１２１ａ、１２２ａ、１２３ａおよび１２４ａに入射した励起光の各々を、集光された状態で光出射面１２１ｂ、１２２ｂ、１２３ｂおよび１２４ｂから出射させることができる。

また、上記のように、複数の照射領域Ｓ１２１、Ｓ１２２、Ｓ１２３およびＳ１２４は選択的に励起される。これにより、投光パターンＰの形状を容易に変更することができる。

また、上記のように、蛍光部材２２は左右方向に非対称な形状で励起される。これにより、投光パターンＰを容易に左右方向に非対称な形状にすることができる。

また、上記のように、反射部材２３の第１焦点Ｆ２３ａは、照射領域Ｓ１２１のうちの投光パターンＰのカットオフラインＭ１およびＭ２を投影する部分であるラインＳｍ１およびＳｍ２上に配置されている。これにより、カットオフラインＭ１およびＭ２において明暗を急峻に切り替えることができるので、特に効果的である。

また、上記のように、反射部材２３の第１焦点Ｆ２３ａは、照射領域Ｓ１２１のうちの投光パターンＰのエルボー点Ｅを投影する位置に配置されている。これにより、エルボー点Ｅ近傍において明暗を急峻に切り替えることができるので、より効果的である。また、エルボー点Ｅ近傍を最も明るくすることができる。すなわち、自動車の真正面の領域（Ｒ１）を最も明るく照らすことができる。また、第１焦点Ｆ２３ａを、照射領域Ｓ１２１のうちのエルボー点Ｅを投影する位置（照射領域Ｓの左右方向の中心位置）に配置することによって、投光パターンＰ１２１の下側部分を左右方向に略対称に形成することができる。

また、上記のように、照射領域Ｓ１２１、Ｓ１２２、Ｓ１２３およびＳ１２４から出射した光は、反射面２３ａで反射され、反射面２３ａの第２焦点Ｆ２３ｂ（またはその近傍）を通過してレンズ２５により投光される。このとき、反射面２３ａの第２焦点Ｆ２３ｂとレンズ２５の焦点Ｆ２５とは一致しているので、レンズ２５により形成される投光パターンＰは、照射領域Ｓ１２１、Ｓ１２２、Ｓ１２３およびＳ１２４の形状を反映しやすくなる。なお、レンズ２５を用いて投光する場合、レンズ２５を設けずに光を反射部材２３により投光する場合に比べて、投光パターンＰは照射領域Ｓ１２１、Ｓ１２２、Ｓ１２３およびＳ１２４の形状をより反映しやすくなる。また、反射部材２３を設けることによって、反射部材２３を設けずに光をレンズ２５により投光する場合に比べて、蛍光部材２２から出射した光をより多く照明光として利用することができる。これにより、光の利用効率を向上させることができる。

また、上記のように、制御部３１は複数の半導体レーザ素子１１を個別に駆動する。これにより、容易に、複数の照射領域Ｓ１２１、Ｓ１２２、Ｓ１２３およびＳ１２４の励起状態（励起または非励起）を個別に制御することができる。

また、上記のように、ロービームおよびハイビームとして機能するとともに、コーナリングライト（またはＡＦＳ）としても機能するので、投光装置１全体が大型化するのを抑制することができる。

（第２実施形態）
この第２実施形態では、図１６〜図１９を参照して、上記第１実施形態と異なり、投光装置が前照灯（灯具）と方向指示器（灯具）とを兼ねる場合について説明する。

本発明の第２実施形態による投光装置では図１６に示すように、集光部材２１は、５つの集光部（導光部）１２１〜１２４および２２１を含んでいる。また、集光部２２１に対してレーザ発生装置１０が１個設けられている。なお、集光部２２１に対応する半導体レーザ素子１１の出力は例えば０．３Ｗである。

集光部２２１は図１７に示すように、１個の半導体レーザ素子１１から出射したレーザ光が入射される光入射面２２１ａと、レーザ光を出射する光出射面２２１ｂと、光入射面２２１ａおよび光出射面２２１ｂの間に配置される上面２２１ｃ、下面２２１ｄおよび一対の側面２２１ｅとを含んでいる。

光入射面２２１ａは正方形状に形成されており、光出射面２２１ｂは光入射面２２１ａよりも小さい面積を有する正方形状に形成されている。具体的には、光入射面２２１ａは約３ｍｍの高さ（Ｈ２２１ａ）と、約３ｍｍの幅（Ｗ２２１ａ）とを有する。また、光出射面２２１ｂは約１．５ｍｍの高さ（Ｈ２２１ｂ）と、約１．５ｍｍの幅（Ｗ２２１ｂ）とを有する。また、集光部２２１は約５０ｍｍの長さ（Ｌ２２１）を有する。

集光部２２１は、光出射面２２１ｂから出射した光が後述する蛍光部材２２２に照射されるように配置されている。

なお、集光部２２１のその他の構造および機能は、集光部１２１〜１２４と同様である。

そして、５つの集光部１２１〜１２４および２２１は互いに所定の間隔を隔てて、図１６および図１８に示すように配置されている。

本発明の第２実施形態による投光装置は図１９に示すように、蛍光部材２２（第１蛍光部材）と、蛍光部材２２の右側に配置される蛍光部材２２２（第２蛍光部材）とを備える。蛍光部材２２２は、励起光（レーザ光）が照射されることにより橙色光を出射する橙色蛍光体を含む。蛍光部材２２は前照灯の光源として機能し、蛍光部材２２２は方向指示器の光源として機能する。なお、橙色蛍光体としては、例えばα−ＳｉＡｌＯＮ：Ｅｕが挙げられる。

蛍光部材２２は、反射部材２３の反射面２３ａの焦点Ｆ２３ａを含む領域に配置されている。その一方、蛍光部材２２２は、反射部材２３の反射面２３ａの焦点Ｆ２３ａから右側に所定の距離を隔てて配置されている。なお、方向指示器は橙色光を広い角度範囲に投光するものであり、橙色光を所定方向に向かって投光する必要がないので、蛍光部材２２２は図１９に示した位置よりもさらに反射面２３ａの焦点Ｆ２３ａから離れて配置されていてもよい。

蛍光部材２２２は、レーザ光（励起光）が照射される照射領域Ｓ２２２を含む。照射領域Ｓ２２２の形状は、対応する集光部２２１の光出射面２２１ｂの形状により規定される。

この投光装置が、例えば自動車の右側の前照灯として用いられている場合では、自動車が右折する際に、右折用の方向指示器のスイッチが運転者によりオンされると、制御部３１により、集光部２２１に対応する１個の半導体レーザ素子１１が点滅駆動される。これにより、蛍光部材２２２の照射領域Ｓ２２２が間欠励起され、橙色光が点滅する。すなわち、投光装置が方向指示器としても機能する。

なお、第２実施形態のその他の構造および動作は、上記第１実施形態と同様である。

本実施形態では、上記のように、励起光が照射されることにより白色光を出射する蛍光部材２２と、励起光が照射されることにより橙色光を出射する蛍光部材２２２とを設け、蛍光部材２２は自動車（車両）用の前照灯の光源として機能し、蛍光部材２２２は方向指示器の光源として機能する。これにより、１つの投光装置で前照灯と方向指示器とを兼ねることができるので、特に有効である。

また、上記のように、蛍光部材２２２は間欠励起される。これにより、投光装置を自動車（車両）用の方向指示器として容易に機能させることができる。

第２実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。

（第３実施形態）
この第３実施形態では、図２０を参照して、上記第１および第２実施形態と異なり、反射部材２３により光を投光する場合について説明する。

本発明の第３実施形態による投光装置３０１では図２０に示すように、投光ユニット３２０は、集光部材２１と、蛍光部材２２と、蛍光部材２２から出射した蛍光を所定の方向（Ａ方向）に向かって反射する反射部材２３（投光部材）と、蛍光部材２２が固定される取付部材３２４と、反射部材２３の開口部に設けられるフィルタ部材３２５とを含んでいる。この投光装置３０１では、レンズ２５は設けられていない。

蛍光部材２２の照射面２２ａは、投光方向（Ａ方向）に向かって上側に傾斜している。蛍光部材２２の背面（照射面２２ａとは反対側の面）はアルミニウムからなる支持板３２６に接触されている。

反射部材２３の反射面２３ａは、放物面を、その頂点Ｖ２３と焦点Ｆ２３とを結ぶ軸に直交（交差）する面で分割し、かつ、頂点Ｖ２３と焦点Ｆ２３とを結ぶ軸に平行な面で分割したような形状に形成されている。反射部材２３はＡ方向側から見て略半円形状に形成されている。

反射面２３ａは蛍光部材２２からの光を所定の方向（Ａ方向）に反射する機能を有する。この投光装置３０１では、蛍光部材２２から出射した光は反射部材２３により投光される。

反射部材２３には取付部材３２４が固定されている。この取付部材３２４の上面３２４ａは光を反射する機能を有するように形成されていることが好ましい。取付部材３２４は例えばＡｌやＣｕなどの良好な熱伝導性を有する金属により形成されており、蛍光部材２２で発生した熱を放熱する機能を有する。また、取付部材３２４の上面３２４ａには、蛍光部材２２および支持板３２６を固定するための取付部３２４ｂが一体的に形成されている。また、取付部３２４ｂの取付面３２４ｃは、投光方向（Ａ方向）に向かって上側に傾斜している。なお、取付部材３２４の下面には、放熱フィン（図示せず）が設けられていることが好ましい。

また、反射部材２３の開口部（Ａ方向の端部）には、励起光（約４０５ｎｍの波長の光）を遮光（吸収または反射）し、蛍光部材２２により波長変換された蛍光（赤色光、緑色光および青色光）を透過するフィルタ部材３２５が設けられている。具体的には、フィルタ部材３２５は例えば約４１８ｎｍ以下の波長の光を吸収し、約４１８ｎｍよりも大きい波長の光を透過する、五鈴精工硝子株式会社製のＩＴＹ−４１８や、例えば約４２０ｎｍ以下の波長の光を吸収し、約４２０ｎｍよりも大きい波長の光を透過する、ＨＯＹＡ株式会社製のＬ４２等のガラス材料を用いて形成することが可能である。反射部材２３の開口部にフィルタ部材３２５を設けることによって、レーザ光が外部に漏れるのを抑制することが可能である。なお、フィルタ部材３２５は他の実施形態の投光装置に設けられていてもよい。

第３実施形態のその他の構造、動作および効果は、上記第１および第２実施形態と同様である。

（第４実施形態）
この第４実施形態では、図２１を参照して、上記第１〜第３実施形態と異なり、蛍光部材２２の背面（照射面２２ａとは反対側の面）から出射した光を反射部材２３により投光する場合について説明する。

本発明の第４実施形態による投光装置４０１では図２１に示すように、投光ユニット４２０は、集光部材２１と、蛍光部材２２と、反射部材２３と、支持部材２４とを含んでいる。この投光装置４０１では、レンズ２５は設けられていない。

蛍光部材２２は反射部材２３の反射面２３ａの頂点から数ｍｍ離れた位置に配置されている。蛍光部材２２は、反射部材２３の反射面２３ａの焦点Ｆ２３を含む領域に配置されており、蛍光部材２２の照射領域Ｓ１２１の点Ｓｅは、反射面２３ａの焦点Ｆ２３と略一致している。

蛍光部材２２は、レーザ光が照射されると背面（照射面２２ａとは反対側の面）から蛍光を出射する。例えば、蛍光部材２２の厚みを小さくしたり、蛍光体粒子の密度を低くすれば、背面から蛍光を容易に出射させることが可能である。

支持部材２４は蛍光部材２２から出射した蛍光を透過する機能を有するとともに、反射部材２３の反射面２３ａに固定されている。なお、支持部材２４は励起光だけを遮光（吸収）するように形成されていてもよい。

反射部材２３の反射面２３ａは放物面であり、正面から見ると円形状である。

本実施形態では、集光部材２１を透過した光は、蛍光部材２２の照射面２２ａに照射される。そして、照射面２２ａとは反対側の面から蛍光が出射し、反射部材２３の反射面２３ａにより投光される。

なお、第４実施形態のその他の構造および効果は、上記第１および第２実施形態と同様である。

（第５実施形態）
次に、図２２を参照して、本発明の第５実施形態による投光装置５０１の構造について説明する。

本発明の第５実施形態による投光装置５０１では図２２に示すように、反射部材２３には貫通穴２３ｂが形成されておらず、取付部材３２４に貫通穴３２４ｄが形成されている。この貫通穴３２４ｄの下側に、レーザ発生装置１０が配置されている。また、貫通穴３２４ｄの上側には、支持部材２４および蛍光部材２２が配置されている。支持部材２４は透明なガラスや樹脂により形成されている。

本実施形態の蛍光部材２２は、レーザ光が照射されると背面（照射面２２ａとは反対側の面）から蛍光を出射する。

支持部材２４は、励起光を透過する機能を有する。なお、支持部材２４は蛍光を反射する機能を有していてもよい。なお、支持部材２４は集光部材２１の光出射面に接触されていてもよい。

本実施形態では、集光部材２１を透過した光は、支持部材２４を透過して蛍光部材２２の照射面２２ａに照射される。そして、照射面２２ａとは反対側の面から蛍光が出射し、反射部材２３の反射面２３ａにより投光される。

第５実施形態のその他の構造および効果は、上記第１および第２実施形態と同様である。

なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

例えば、上記実施形態では、本発明の投光装置を自動車の前照灯に用いた例について示したが、本発明はこれに限らない。本発明の投光装置を、飛行機、船舶、ロボット、バイクまたは自転車や、その他の移動体の前照灯に用いてもよい。

また、上記実施形態では、本発明の投光装置を前照灯に適用した例について示したが、本発明はこれに限らない。本発明の投光装置をダウンライトまたはスポットライトや、その他の投光装置に適用してもよい。

また、上記実施形態では、励起光を可視光に変換した例について示したが、本発明はこれに限らず、励起光を可視光以外の光に変換してもよい。例えば、励起光を赤外光に変換する場合には、セキュリティ用ＣＣＤカメラの夜間照明装置などにも適用可能である。

また、上記実施形態の半導体レーザ素子から出射するレーザ光の中心波長や、蛍光部材を構成する蛍光体の種類は、適宜変更可能である。例えば、約４５０ｎｍの中心波長を有する青色のレーザ光を出射する半導体レーザ素子と、青色のレーザ光の一部を黄色光に変換する蛍光体とを用いてもよい。この場合、青色光と黄色光とにより白色光が得られる。なお、青色のレーザ光の一部を黄色光に変換する蛍光体としては、例えば（Ｙ_{１−ｘ−ｙ}Ｇｄ_ｘＣｅ_ｙ）_３Ａｌ_５Ｏ_１２（０．１≦ｘ≦０．５５、０．０１≦ｙ≦０．４）などが挙げられる。また、これに限らず、半導体レーザ素子から出射するレーザ光の中心波長は、紫外光〜可視光の範囲で任意に選択されてもよい。

また、上記実施形態では、白色光または橙色光を出射するように、励起光源（半導体レーザ素子）および蛍光部材を構成した例について示したが、本発明はこれに限らない。白色光および橙色光以外の光を出射するように、励起光源および蛍光部材を構成してもよい。

また、上記実施形態では、レーザ光を出射する励起光源として、半導体レーザ素子を用いた例について示したが、本発明はこれに限らず、半導体レーザ素子以外のレーザ発生器（励起光源）を用いてもよい。

また、上記実施形態では、励起光としてレーザ光を用いた例について示したが、本発明はこれに限らず、レーザ光以外の励起光を用いてもよい。この場合、励起光源として例えば発光ダイオード素子を用いてもよい。

また、上記実施形態で示した数値は一例であり、各数値は限定されない。

また、上記実施形態では、反射部材の反射面を放物面の一部または楕円面の一部により形成した例について示したが、本発明はこれに限らない。反射面を多数の曲面（例えば放物面）からなるマルチリフレクタや、多数の微細な平面が連続して設けられた自由曲面リフレクタなどにより形成してもよい。

また、上記実施形態では、日本などの左側走行の国で用いる場合を例として、ロービームの投光パターンを、右上部分を切り欠いた形状にする例について示したが、本発明はこれに限らない。右側走行の国で用いる場合、集光部の光出射面の形状を左右反転すれば、ロービームの投光パターンを、左上部分を切り欠いた形状にすることができる。

また、上記実施形態では、導光部として、光入射面よりも小さい面積を有する光出射面を含む集光部を用いた例について示したが、本発明はこれに限らない。導光部として、例えば光ファイバ、反射鏡またはレンズなどを用いてもよい。

また、上記実施形態では、投光装置に導光部を設けた例について示したが、本発明はこれに限らず、投光装置に導光部を設けなくてもよい。

また、上記実施形態では、レーザ発生装置として所謂キャンパッケージ型の半導体レーザを用いた例について示したが、本発明はこれに限らない。例えば複数の半導体レーザ素子を同一の実装基板に実装し、それらを１つの収納部材に収納したレーザ発生装置を用いてもよい。また、励起光源として、例えば１つの半導体基板上に複数のレーザ素子部が形成された半導体レーザアレイを用いてもよい。

また、上記実施形態では、複数の半導体レーザ素子の出力が個別に制御される例について示したが、本発明はこれに限らない。複数の半導体レーザ素子を例えば対応する集光部毎にグループ分けし、グループ毎に出力を制御してもよい。

また、上記実施形態では、集光部の光出射面が角張っている例について示したが、本発明はこれに限らず、例えば図２３に示した本発明の第１変形例の集光部材２１のようにしてもよい。すなわち、光出射面は、角張っている必要はなく、コーナー部が丸くなっていてもよい。また、光出射面は円形状であってもよい。必要な投光パターンが得られるように、光出射面の形状を設定すればよい。

また、複数の集光部（導光部）は一体的に形成されていてもよい。例えば図２４に示した本発明の第２変形例の集光部材２１のように、連結部２１ａにより複数の集光部１２１〜１２４が一体的に形成されていてもよい。また、集光部１２１〜１２４同士の間に金属層（反射層）などを挟んで、集光部１２１〜１２４が一体的に形成されていてもよい。

また、上記実施形態では、投光部材として反射部材とレンズとを用い、または、反射部材を用いた例について示したが、本発明はこれに限らない。例えば図２５に示した本発明の第３変形例の投光装置６０１のように、投光部材としてレンズ２５のみを用いてもよい。この場合、レンズ２５の焦点Ｆ２５を、蛍光部材２２の照射領域Ｓ１２１の点Ｓｅ（ラインＳｍ１およびＳｍ２の交点）に略一致するように配置してもよい。このように構成すれば、レンズ２５により形成される投光パターンＰは、照射領域の形状を反映しやすくなる。なお、レンズ２５を用いて光を投光する場合、レンズ２５を設けずに光を反射部材２３により投光する場合に比べて、投光パターンＰは照射領域の形状をより反映しやすくなる。なお、投光部材として反射部材やレンズ以外にプリズムなどを用いてもよい。

また、上記実施形態では、蛍光部材から所定の距離を隔てて集光部材を配置した例について示したが、本発明はこれに限らない。例えば図２６に示した本発明の第４変形例の投光装置７０１のように、集光部材２１の光出射面を蛍光部材２２に接触させてもよい。このことは、例えば上記第４および第５実施形態でも同様である。なお、この投光装置７０１では、蛍光部材２２の前方（Ａ方向側）に副反射部材７２７を設けている。これにより、反射部材２３を介さずに前方に出射する光の量を減らすことができ、投光パターンを制御しやすくできる。また、蛍光部材２２を透過する励起光があった場合、副反射部材７２７により励起光を再度蛍光部材２２に照射させることができるので、光の利用効率を向上させることができる。なお、例えば上記第４実施形態に副反射部材７２７を設けてもよい。

また、上記実施形態では、複数の照射領域を選択的に励起した例について示した。すなわち、投光パターンの形状（投光領域の形状）を変更する例について示した。しかしながら、本発明はこれに限らず、投光パターンの濃淡を変更（投光領域内のある領域の明暗を変更）してもよい。例えば図２７に示した本発明の第５変形例のように、集光部１２１を３つの集光部８２１、８２２および８２３により構成する。そして、例えば中央の集光部８２１に対応して設けられた半導体レーザ素子の出力を高くまたは低く変更し、集光部８２１に対応する照射領域を高いエネルギーまたは低いエネルギーで励起する。これにより、投光パターンの中央領域の明暗を変更する。その結果、投光パターンの形状は変更せずに、投光パターンの濃淡を変更することができる。なお、集光部１２２、１２３、１２４および２２１は、設けられていなくてもよいし、設けられていてもよい。

また、上述した実施形態および変形例の構成を適宜組み合わせて得られる構成についても、本発明の技術的範囲に含まれる。

１、３０１、４０１、５０１、６０１、７０１ 投光装置
１１ 半導体レーザ素子（励起光源）
２１ 集光部材（導光部材）
２２ 蛍光部材（第１蛍光部材）
２３ 反射部材（投光部材）
２３ａ 反射面
２５ レンズ（投光部材）
１２１、１２２、１２３、１２４、２２１、８２１、８２２、８２３ 集光部（導光部）
１２１ａ、１２２ａ、１２３ａ、１２４ａ、２２１ａ 光入射面
１２１ｂ、１２２ｂ、１２３ｂ、１２４ｂ、２２１ｂ 光出射面
２２２ 蛍光部材（第２蛍光部材）
Ｅ エルボー点
Ｆ２３ 焦点
Ｆ２３ａ 第１焦点（焦点）
Ｆ２３ｂ 第２焦点（焦点）
Ｆ２５ 焦点
Ｍ１、Ｍ２ カットオフライン
Ｐ 投光パターン
Ｓ１２１、Ｓ１２２、Ｓ１２３、Ｓ１２４、Ｓ２２２ 照射領域

Claims (18)

1. 励起光を出射する複数の励起光源と、
   前記励起光源からの励起光により励起される蛍光部材と、
   前記励起光源の出力を制御する制御部と、
   前記蛍光部材から出射した光を投光する投光部材と、
   前記励起光が入射される光入射面と、前記励起光を前記蛍光部材に向かって出射する光出射面とを含む複数の導光部と、
   を備え、
   前記光出射面は平面状であり、
   前記蛍光部材は前記励起光が照射される複数の照射領域を含み、
   前記制御部が前記複数の励起光源の出力を個別に変化させることにより、前記複数の照射領域の励起状態は個別に変化され、
   前記複数の照射領域の各々は、対応する前記導光部の光出射面の形状により規定され、
   前記導光部の少なくとも１つの光出射面は、所定方向に非対称な形状に形成されていることを特徴とする投光装置。
2. 励起光を出射する複数の励起光源と、
   前記励起光源からの励起光により励起される蛍光部材と、
   前記励起光源の出力を制御する制御部と、
   前記蛍光部材から出射した光を投光する投光部材と、
   を備え、
   前記蛍光部材は前記励起光が照射される複数の照射領域を含み、
   前記制御部が前記複数の励起光源の出力を制御することにより、前記複数の照射領域の励起状態は個別に制御され、
   前記蛍光部材は、前記励起光が照射されることにより白色光を出射する第１蛍光部材と、前記励起光が照射されることにより橙色光を出射する第２蛍光部材とを含み、
   前記第１蛍光部材は車両用の前照灯の光源として機能し、
   前記第２蛍光部材は車両用の方向指示器の光源として機能することを特徴とする投光装置。
3. 前記光出射面は前記光入射面よりも小さい面積を有することを特徴とする請求項１に記載の投光装置。
4. 前記複数の照射領域は選択的に励起されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の投光装置。
5. 前記蛍光部材は所定方向に非対称な形状で励起されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の投光装置。
6. 前記投光部材の焦点は前記照射領域の縁部に配置されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の投光装置。
7. 自動車用の前照灯に用いられ、
   前記投光部材の焦点は、前記照射領域のうちの投光パターンのカットオフラインを投影する縁部に配置されていることを特徴とする請求項６に記載の投光装置。
8. 前記投光部材の焦点は、前記照射領域のうちの投光パターンのエルボー点を投影する位置に配置されていることを特徴とする請求項７に記載の投光装置。
9. 前記投光部材は前記蛍光部材から出射した光を透過するレンズを含むことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の投光装置。
10. 前記投光部材は、前記レンズと、前記蛍光部材から出射した光を前記レンズに向かって反射する反射面を有する反射部材とを含み、
    前記反射面は楕円面により形成され、
    前記反射面の第１焦点は前記照射領域に配置され、
    前記反射面の第２焦点と前記レンズの焦点とは一致していることを特徴とする請求項９に記載の投光装置。
11. 前記レンズの焦点は前記照射領域に配置されていることを特徴とする請求項９に記載の投光装置。
12. 前記第２蛍光部材は間欠励起されることを特徴とする請求項２に記載の投光装置。
13. 前記制御部は前記複数の励起光源の出力を個別に制御することを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載の投光装置。
14. 前記励起光はレーザ光を含むことを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１項に記載の投光装置。
15. 車両用の灯具として用いられることを特徴とする請求項１〜１４のいずれか１項に記載の投光装置。
16. 自動車用のすれ違い用前照灯および走行用前照灯として用いられることを特徴とする請求項１５に記載の投光装置。
17. 自動車用のＡＦＳ（Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｆｒｏｎｔ−Ｌｉｇｈｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）およびコーナリングライトの少なくとも一方として用いられることを特徴とする請求項１５または１６に記載の投光装置。
18. 請求項１に記載の投光装置に用いられる導光部材であって、
    複数の導光部を備えることを特徴とする導光部材。

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