JP5688990B2 - Vehicle lighting - Google Patents
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Description
本発明は、車両用灯具に関する。 The present invention relates to a vehicular lamp.
従来、自動車用ヘッドライトなどの車両用灯具として、光源に半導体発光素子と蛍光体を用いたものが知られている(例えば、特許文献1参照)。この種の車両用灯具では、半導体発光素子から蛍光体へ励起光(例えば青色光)を照射することによって、蛍光体が励起されて発する光(例えば黄色光)と励起光とを混色させて可視光(例えば白色光)を出射させ、この可視光を投影レンズ等の光学系によって車両前方へ投影している。 Conventionally, as a vehicular lamp such as a headlight for an automobile, a lamp using a semiconductor light emitting element and a phosphor as a light source is known (see, for example, Patent Document 1). In this type of vehicle lamp, by irradiating the phosphor with excitation light (for example, blue light) from the semiconductor light emitting element, the light emitted by excitation of the phosphor (for example, yellow light) and the excitation light are mixed and visible. Light (for example, white light) is emitted, and this visible light is projected forward of the vehicle by an optical system such as a projection lens.
しかしながら、上記従来の車両用灯具において、蛍光体の光取り出し方向から当該蛍光体に励起光を入射させる場合、一部の励起光が蛍光体の表面で正反射されて、所定の色に混色されることなくそのまま投影レンズ等から出射されてしまうため、投影像である配光パターンに部分的な色ムラが生じてしまう。 However, in the above conventional vehicle lamp, when excitation light is incident on the phosphor from the light extraction direction of the phosphor, a part of the excitation light is regularly reflected on the surface of the phosphor and mixed into a predetermined color. Since the light is emitted as it is from the projection lens or the like, partial color unevenness occurs in the light distribution pattern that is a projected image.
本発明は、上記事情を鑑みてなされたもので、配光パターンの色ムラを抑制することのできる車両用灯具の提供を課題とする。 This invention is made | formed in view of the said situation, and makes it a subject to provide the vehicle lamp which can suppress the color nonuniformity of a light distribution pattern.
上記課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、
半導体発光素子と、
前記半導体発光素子から出射された励起光を受けて可視光を出射する蛍光体と、
前記蛍光体の後方から上方に掛けて当該蛍光体を覆うように配設され、当該蛍光体から出射された可視光を前方へ反射させる反射面と、
を備える車両用灯具において、
前記蛍光体は、
前記励起光を後方から受けるように配設されるとともに、
当該励起光のうち当該蛍光体の表面で正反射されたものを、当該蛍光体の前方斜め上方かつ前記反射面よりも前側の領域であって当該車両用灯具が形成する配光パターンに影響しない領域へ向かわせるように、表面が前後方向に対して後方向きに傾斜しており、
前記蛍光体の表面で正反射された励起光が向かう領域に配設され、当該励起光を前記蛍光体へ集光させつつ反射させる集光反射面を備えることを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problem, the invention described in claim 1
A semiconductor light emitting device;
A phosphor that receives excitation light emitted from the semiconductor light emitting element and emits visible light;
A reflective surface that is disposed so as to cover the phosphor from behind the phosphor and that reflects the visible light emitted from the phosphor forward;
In a vehicle lamp comprising:
The phosphor is
While being arranged to receive the excitation light from behind,
The excitation light that is specularly reflected on the surface of the phosphor does not affect the light distribution pattern formed by the vehicular lamp in a region obliquely above the front of the phosphor and in front of the reflecting surface. The surface is inclined backward with respect to the front-rear direction so as to go to the area,
A condensing reflection surface is provided in a region where excitation light specularly reflected on the surface of the phosphor is directed and reflects the excitation light while condensing the excitation light on the phosphor .
請求項2に記載の発明は、
半導体発光素子と、
前記半導体発光素子から出射された励起光を受けて可視光を出射する蛍光体と、
前記蛍光体の後方から上方に掛けて当該蛍光体を覆うように配設され、当該蛍光体から出射された可視光を前方へ反射させる反射面と、
前記蛍光体及び前記反射面の前方に配置された投影レンズと、
を備える車両用灯具において、
前記蛍光体は、
前記励起光を後方から受けるように配設されるとともに、
当該励起光のうち当該蛍光体の表面で正反射されたものを、当該蛍光体の前方斜め上方かつ前記反射面よりも前側かつ前記投影レンズよりも後側の領域であって、当該車両用灯具が形成する配光パターンに影響しない領域へ向かわせるように、表面が前後方向に対して後方向きに傾斜していることを特徴とする。
Invention according to claim 2,
A semiconductor light emitting device;
A phosphor that receives excitation light emitted from the semiconductor light emitting element and emits visible light;
A reflective surface that is disposed so as to cover the phosphor from behind the phosphor and that reflects the visible light emitted from the phosphor forward;
A projection lens disposed in front of the phosphor and the reflecting surface;
In a vehicle lamp comprising:
The phosphor is
While being arranged to receive the excitation light from behind,
The excitation light that is regularly reflected on the surface of the phosphor is a front obliquely upper side of the phosphor, a front side of the reflection surface, and a rear side of the projection lens, and the vehicle lamp The surface is inclined backward with respect to the front-rear direction so as to be directed to a region that does not affect the light distribution pattern formed by.
請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の車両用灯具において、
前記蛍光体の表面で正反射された励起光が向かう領域に配設され、当該励起光を前記蛍光体へ集光させつつ反射させる集光反射面を備えることを特徴とする。
請求項4に記載の発明は、請求項1または3に記載の車両用灯具において、
前記集光反射面は、前記反射面と一体的に形成されていることを特徴とする。
The invention according to
A condensing reflection surface is provided in a region where excitation light specularly reflected on the surface of the phosphor is directed and reflects the excitation light while condensing the excitation light on the phosphor .
According to a fourth aspect of the present invention, in the vehicular lamp according to the first or third aspect,
The condensing reflection surface is formed integrally with the reflection surface.
請求項5に記載の発明は、請求項1〜4の何れか一項に記載の車両用灯具において、
前記半導体発光素子はレーザー光を出射するものであることを特徴とする。
Invention of Claim 5 is a vehicle lamp as described in any one of Claims 1-4 ,
The semiconductor light emitting element emits laser light.
本発明によれば、蛍光体に入射した励起光のうち可視光とされなかった一部の励起光は、後方から蛍光体の表面へ入射して当該表面で前方斜め上方へ正反射され、蛍光体の前方斜め上方かつ反射面よりも前側の領域であって配光パターンに影響しない領域へ向かう。したがって、蛍光体の表面で正反射された励起光が配光パターン上に投影されることを防止でき、ひいては配光パターンの色ムラを抑制することができる。 According to the present invention, a part of the excitation light incident on the phosphor that has not been made visible is incident on the surface of the phosphor from the rear and is regularly reflected upward and obliquely upward on the surface. It heads to a region that is obliquely above the front of the body and in front of the reflecting surface and that does not affect the light distribution pattern. Therefore, it is possible to prevent the excitation light regularly reflected on the surface of the phosphor from being projected onto the light distribution pattern, thereby suppressing color unevenness of the light distribution pattern.
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、以下の説明では、特に断らない限り、「上」「下」「前」「後」「左」「右」との記載を、各実施形態における車両用灯具から見た方向を指すものとして、図面の記載と対応させて用いることとする。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
In the following description, unless otherwise specified, the description of “up”, “down”, “front”, “rear”, “left”, and “right” refers to the direction viewed from the vehicle lamp in each embodiment. These are used in correspondence with the descriptions in the drawings.
[1 第一の実施形態]
図1は、本発明の第一の実施形態における車両用灯具3の側断面図である。
この図に示すように、車両用灯具3は、いわゆるプロジェクタ型の灯具であり、レーザーダイオード(以下、LDという)31と、集光レンズ32と、蛍光体34と、リフレクタ35と、シェード16と、投影レンズ17とを備えている。
このうち、LD31は、本発明に係る半導体発光素子であり、蛍光体34の励起光としての青色のレーザー光を、後述する投影レンズ17の光軸Axに沿って前方へ向けて出射する。
[1 First embodiment]
FIG. 1 is a side sectional view of a
As shown in this figure, the
Among these, the LD 31 is a semiconductor light emitting device according to the present invention, and emits blue laser light as excitation light of the
集光レンズ32は、LD31の前方に配置され、当該LD31から前方へ出射された青色光を、更に前方に配置された蛍光体34の表面(上面)に集光させる。より詳しくは、集光レンズ32は、LD31からの青色光を、蛍光体34の表面を通じてその厚さ方向の略中心に集光させる。
The
蛍光体34は、集光レンズ32の前方に配置されている。この蛍光体34は、LD31から出射された青色光を受けることで励起されて黄色光を発する蛍光材料である。そのため、蛍光体34が青色光を受けると、当該蛍光体34で散乱した青色光が黄色光と混色される結果、当該蛍光体34から白色光が出射される。また、蛍光体34の表面の面積は、集光レンズ32によって集光される青色光の集光スポットの面積と略同一となっている。これにより、蛍光体34は、青色光の集光スポットと略同サイズの点光源のごとく白色光を出射する。また、蛍光体34は、当該蛍光体34と同様に傾斜した金属平板18の上面に支持されている。この金属平板18の上面は、アルミ蒸着が施された鏡面となっており、蛍光体34から下方へ出射された白色光を上方へ反射させる。
また、蛍光体34は、表面(上面)が前後方向に対して22.5度の角度をなして後方向きに傾斜しており、後述するように、後方から入射した青色光のうち当該蛍光体34の表面で正反射されたものを前方斜め上方の所定の領域へ向かわせるように構成されている。ここで「所定の領域」とは、蛍光体34の前方斜め上方かつ後述の反射面351よりも前側の領域であって、蛍光体34からの光が配光パターン(すれ違いビーム)に影響しない領域であり、本第一の実施形態では、蛍光体34からの光が灯具外へ出射されない領域となっている。
The
In addition, the
リフレクタ35は、下方斜め前方に開口する湾曲板状に形成されて、蛍光体34の上方を覆うように配設されている。このリフレクタ35の下面は、蛍光体34から出射された白色光を前方へ反射させる反射面351となっている。
反射面351は、蛍光体34の位置を第1焦点とする回転楕円面が基調とされた自由曲面であり、離心率が鉛直断面から水平断面に向かって徐々に大きくなるように形成されている。この反射面351は、蛍光体34の後方から上方に掛けて当該蛍光体34を覆うように配設されており、この蛍光体34から出射された白色光を、鉛直断面ではシェード16の前端近傍に集光させ、水平断面に向かうにつれて徐々に前方に集光させるように反射させる。
The
The
シェード16は、蛍光体34の前方に配置された遮光部材である。このシェード16は、リフレクタ35の反射面351で反射された白色光の一部を遮光して、すれ違いビームのカットオフラインを形成する。また、シェード16の上面は、後述する投影レンズ17の光軸Axを含む水平面(上下方向に直交する面)と略一致する高さとされるとともに、金属平板18の上面と同様にアルミ蒸着が施されており、反射面351で反射されて当該上面に入射した白色光を前方の投影レンズ17に向けて反射させる。
The
投影レンズ17は、前面が凸面の非球面平凸レンズであり、前後方向に沿った光軸Ax上にシェード16の上面及び蛍光体34が位置するように蛍光体34及びリフレクタ35の前方に配置されている。この投影レンズ17は、シェード16の前端近傍に位置する物側焦点を有しており、リフレクタ35の反射面351で反射されて当該投影レンズ17に入射した白色光を車両前方へ反転投影する。
The
図2(a),(b)は、車両用灯具3での光路を説明するための図である。
図2(a)に示すように、車両用灯具3では、LD31から青色光が出射されると、当該青色光は集光レンズ32で集光された後に、蛍光体34の表面に後方から入射する。すると、蛍光体34に入射した青色光は、その殆どが白色光とされて上方へ放射状に出射されるものの、一部が白色光とされずに蛍光体34の傾斜した表面で正反射され、蛍光体34の前方斜め上方かつ反射面351よりも前側の領域であって配光パターン(すれ違いビーム)に影響しない領域へ向かう。
蛍光体34から上方へ出射された白色光は、図2(b)に示すように、リフレクタ35の反射面351で前方へ反射されて投影レンズ17から車両前方へ照射される。このとき、投影レンズ17の下部へ入射する白色光の一部がシェード16によって遮光されることにより、カットオフラインより上方への照射光が遮られたすれ違いビームが形成される。
FIGS. 2A and 2B are diagrams for explaining an optical path in the
As shown in FIG. 2A, in the
As shown in FIG. 2B, the white light emitted upward from the
以上のように、車両用灯具3によれば、後方から蛍光体34に入射した青色光のうち白色光とされなかった一部の青色光が、傾斜した蛍光体34の表面で前方斜め上方へ正反射され、蛍光体34の前方斜め上方かつ反射面351よりも前側の領域であって配光パターン(すれ違いビーム)に影響しない領域へ向かう。したがって、蛍光体34の表面で正反射された青色光が配光パターン上に投影されることを防止でき、ひいては配光パターンの色ムラを抑制することができる。
As described above, according to the
また、レーザー光である青色光が灯具外へ出射されることを防止できるので、最大許容露光量(MPE)を確保する点においても好ましい。 Moreover, since it can prevent that the blue light which is a laser beam is radiate | emitted out of a lamp, it is preferable also at the point which ensures the maximum permissible exposure amount (MPE).
なお、図3に示すように、蛍光体34の表面で正反射された青色光が向かう領域に、当該青色光を蛍光体34へ集光させつつ反射させる集光反射面352を設けてもよい。このような集光反射面352を設けることにより、蛍光体34で正反射された青色光を蛍光体34へ集光させて白色光とすることができるため、光束利用率を高めることができる。また、集光反射面352は、部品点数を抑える点から、反射面351と一体的に形成されることが好ましい。
As shown in FIG. 3, a condensing / reflecting
[2 第二の実施形態]
続いて、本発明の第二の実施形態について説明する。なお、上記第一の実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
[2 Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the component similar to said 1st embodiment, and the description is abbreviate | omitted.
図4は、本発明の第二の実施形態における車両用灯具4の側断面図である。
この図に示すように、車両用灯具4は、いわゆるパラボラ型の灯具であり、上記第一の実施形態と同様に構成されたLD31及び集光レンズ32の他、蛍光体44と、リフレクタ45とを備えている。
FIG. 4 is a side sectional view of the
As shown in this figure, the
このうち、蛍光体44は、集光レンズ32の前方に配置されている。この蛍光体44は、表面(上面)が前後方向に対して27.5度の角度をなして後方向きに傾斜しており、後方から入射した青色光のうち当該蛍光体44の表面で正反射されたものを前方斜め上方の所定の領域へ向かわせるように構成されている。ここで「所定の領域」とは、蛍光体44の前方斜め上方かつ後述の反射面451よりも前側の領域であって、蛍光体44からの光が配光パターン(すれ違いビーム)に影響しない領域であり、本第二の実施形態では、蛍光体44からの光が灯具外へ出射されない領域となっている。また、上記以外の蛍光体44の構成は、上記第一の実施形態における蛍光体34の構成と同様である。
Among these, the
リフレクタ45は、下方斜め前方に開口する湾曲板状に形成されて、蛍光体44の上方を覆うように配設されている。このリフレクタ45の下面は、蛍光体44から出射された白色光を前方へ反射させる反射面451となっている。
反射面451は、蛍光体44の位置を焦点とする回転放物面が基調とされた自由曲面であり、蛍光体44の後方から上方に掛けて当該蛍光体44を覆うように配設されている。
The
The
図5(a),(b)は、車両用灯具4での光路を説明するための図である。
図5(a)に示すように、車両用灯具4では、LD31から青色光が出射されると、当該青色光は集光レンズ32で集光された後に、蛍光体44の表面に後方から入射する。すると、蛍光体44に入射した青色光は、その殆どが白色光とされて上方へ放射状に出射されるものの、一部が白色光とされずに蛍光体44の傾斜した表面で正反射され、蛍光体44の前方斜め上方かつ反射面451よりも前側の領域であって配光パターン(すれ違いビーム)に影響しない領域へ向かう。
蛍光体44から上方へ出射された白色光は、図5(b)に示すように、リフレクタ45の反射面451で前方へ反射されて車両前方へ照射され、配光パターンとしてすれ違いビームを形成する。
FIGS. 5A and 5B are diagrams for explaining an optical path in the
As shown in FIG. 5A, in the
As shown in FIG. 5B, the white light emitted upward from the
以上の車両用灯具4によっても、上記第一の実施形態における車両用灯具3と同様の効果を奏することができる。
なお、図6に示すように、蛍光体44の表面で正反射された青色光が向かう領域に、当該青色光を蛍光体44へ集光させつつ反射させる集光反射面452を設けてもよい。このような集光反射面452を設けることにより、蛍光体44で正反射された青色光を蛍光体44へ集光させて白色光とすることができるため、光束利用率を高めることができる。また、集光反射面452は、部品点数を抑える点から、反射面451と一体的に形成されることが好ましい。
The
As shown in FIG. 6, a condensing
なお、本発明は上記第一及び第二の実施形態に限定して解釈されるべきではなく、適宜変更・改良が可能であることはもちろんである。 It should be noted that the present invention should not be construed as being limited to the first and second embodiments described above, and of course can be modified or improved as appropriate.
例えば、本発明に係る半導体発光素子としてLD31を挙げて説明したが、当該半導体発光素子はレーザーダイオードに限定されるものではなく、発光ダイオードなどであってもよい。
For example, although the
また、LD31が青色光を出射し、蛍光体34,44が当該青色光により黄色光を発することとしたが、これに限定されず、白色光が得られる他の構成(励起光と蛍光体との組合せ)であってもよい。更に、蛍光体34,44から出射される光は白色光に限定されず、他の色の可視光であってもよい。
Further, the
3,4 車両用灯具
31 LD(半導体発光素子)
32 集光レンズ
34,44 蛍光体
35,45 リフレクタ
351,451 反射面
352,452 集光反射面
16 シェード
17 投影レンズ
Ax 光軸
3,4
32
Claims (5)
前記半導体発光素子から出射された励起光を受けて可視光を出射する蛍光体と、
前記蛍光体の後方から上方に掛けて当該蛍光体を覆うように配設され、当該蛍光体から出射された可視光を前方へ反射させる反射面と、
を備える車両用灯具において、
前記蛍光体は、
前記励起光を後方から受けるように配設されるとともに、
当該励起光のうち当該蛍光体の表面で正反射されたものを、当該蛍光体の前方斜め上方かつ前記反射面よりも前側の領域であって当該車両用灯具が形成する配光パターンに影響しない領域へ向かわせるように、表面が前後方向に対して後方向きに傾斜しており、
前記蛍光体の表面で正反射された励起光が向かう領域に配設され、当該励起光を前記蛍光体へ集光させつつ反射させる集光反射面を備えることを特徴とする車両用灯具。 A semiconductor light emitting device;
A phosphor that receives excitation light emitted from the semiconductor light emitting element and emits visible light;
A reflective surface that is disposed so as to cover the phosphor from behind the phosphor and that reflects the visible light emitted from the phosphor forward;
In a vehicle lamp comprising:
The phosphor is
While being arranged to receive the excitation light from behind,
The excitation light that is specularly reflected on the surface of the phosphor does not affect the light distribution pattern formed by the vehicular lamp in a region obliquely above the front of the phosphor and in front of the reflecting surface. The surface is inclined backward with respect to the front-rear direction so as to go to the area,
A vehicular lamp comprising a condensing reflection surface that is disposed in a region where excitation light specularly reflected by the surface of the phosphor is directed and reflects the excitation light while condensing the excitation light on the phosphor .
前記半導体発光素子から出射された励起光を受けて可視光を出射する蛍光体と、
前記蛍光体の後方から上方に掛けて当該蛍光体を覆うように配設され、当該蛍光体から出射された可視光を前方へ反射させる反射面と、
前記蛍光体及び前記反射面の前方に配置された投影レンズと、
を備える車両用灯具において、
前記蛍光体は、
前記励起光を後方から受けるように配設されるとともに、
当該励起光のうち当該蛍光体の表面で正反射されたものを、当該蛍光体の前方斜め上方かつ前記反射面よりも前側かつ前記投影レンズよりも後側の領域であって、当該車両用灯具が形成する配光パターンに影響しない領域へ向かわせるように、表面が前後方向に対して後方向きに傾斜していることを特徴とする車両用灯具。 A semiconductor light emitting device;
A phosphor that receives excitation light emitted from the semiconductor light emitting element and emits visible light;
A reflective surface that is disposed so as to cover the phosphor from behind the phosphor and that reflects the visible light emitted from the phosphor forward;
A projection lens disposed in front of the phosphor and the reflecting surface;
In a vehicle lamp comprising:
The phosphor is
While being arranged to receive the excitation light from behind,
The excitation light that is regularly reflected on the surface of the phosphor is a front obliquely upper side of the phosphor, a front side of the reflection surface, and a rear side of the projection lens, and the vehicle lamp A vehicular lamp characterized in that the surface is inclined backward with respect to the front-rear direction so as to be directed to a region that does not affect the light distribution pattern formed by .
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