JP5865098B2 - 照明装置 - Google Patents

Description

この発明は、照明装置に関し、特に、励起光であるレーザ光が照射される蛍光部材を備えた照明装置に関する。

従来、励起光であるレーザ光が照射される蛍光部材を備えた照明装置が知られている。このような照明装置の一例として、励起光であるレーザ光を出射する半導体レーザ（励起光源）と、レーザ光が照射され蛍光を出射する蛍光部材と、蛍光を外部に向かって反射する反射鏡（反射部材）と、蛍光を透過して外部に出射する透光部材とを備えた車両用前照灯（照明装置）が知られている。半導体レーザから出射したレーザ光は、蛍光部材により蛍光に変換されて透光部材を透過し、照明光として利用される。

なお、レーザ光を出射する励起光源とレーザ光が照射される蛍光部材とを備えた照明装置は、例えば特許文献１および特許文献２に開示されている。

特開２００４−２４１１４２号公報 特開２００５−１５００４１号公報

しかしながら、本発明者は、上記従来の照明装置について種々検討した結果、従来の照明装置では照明装置の内部に結露が生じる場合があり、結露によりレーザ光が規定ビーム光路から逸脱する場合があるという問題点が存在することを見出した。なお、規定ビーム光路（ｄｅｆｉｎｅｄ ｂｅａｍ ｐａｔｈ）とは、ＪＩＳ Ｃ６８０２の定義によれば、レーザ製品内での意図されたレーザビーム光路のことを言う。

この問題点について具体的に説明する。空気は温度が高いほど多くの水蒸気を含むことができる。空気の温度が低下すると、空気中に含まれることができなくなった水蒸気は温度の低い物体の表面に水滴となって付着する。この現象を結露という。なお、本明細書および特許請求の範囲では、結露により生じた水滴のことを結露という場合もある。

例えば、上記従来の照明装置において、蛍光部材にレーザ光を照射すると、蛍光部材およびその周辺の温度が上昇し、反射鏡や透光部材で囲まれた空間の温度が上昇する。この空間の空気は、温度上昇前に比べてより多くの水蒸気を含むことができるようになる。

その後、照明装置を停止すると、蛍光部材およびその周辺の温度が低下し、前記空間の温度が低下する。これにより、前記空間内に結露が生じる。この場合、次回の照明装置の使用時には、前記空間内に結露が生じた状態でレーザ光を蛍光部材に照射することになる。規定ビーム光路（例えば蛍光部材の表面）に結露が生じていると、レーザ光が水滴により反射されたり屈折されたりして規定ビーム光路から逸脱する可能性がある。

そして、上記のようにレーザ光が規定ビーム光路から逸脱した場合、所望の照明光が得られなかったり、レーザ光が外部に出射して人間の眼に悪影響を及ぼす場合があるという問題点がある。

なお、蛍光部材にレーザ光を照射し所望の照明光を得る照明装置において、結露によりレーザ光が規定ビーム光路から逸脱するという問題点を課題に挙げた従来文献は見当たらなかった。

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、レーザ光が規定ビーム光路から逸脱するのを抑制することが可能な照明装置を提供することである。

上記目的を達成するために、この発明の照明装置は、励起光であるレーザ光が照射され蛍光を出射する蛍光部材と、レーザ光を出射する励起光源が本動作する前に、レーザ光の光路上に配置される部材のレーザ光通過面上の結露を除去または防止するプレ動作を行う第１結露対処装置と、を備える。

なお、本明細書および特許請求の範囲において、励起光源の本動作とは、所望の照明光を得るために励起光源がレーザ光を出射する動作のことを言う。また、レーザ光通過面とは、レーザ光が通過する面を意味し、例えば励起光源のレーザ光出射面、導光部材のレーザ光入射面およびレーザ光出射面、蛍光部材のレーザ光が照射される照射面等を含む概念である。また、結露を除去または防止するとは、結露により生じた水滴を除去すること、または、結露により水滴が生じるのを防止することを意味する。

この発明の照明装置では、上記のように、励起光源が本動作する前に、レーザ光の光路上に配置される部材のレーザ光通過面上の結露を除去または防止するプレ動作を行う第１結露対処装置を備える。これにより、レーザ光通過面上の結露を除去または防止するプレ動作を行った後に、励起光源を本動作させることができる。このため、レーザ光が水滴により反射や屈折されて規定ビーム光路から逸脱するのを、抑制することができる。その結果、所望の照明光が得られなくなったり、レーザ光が外部に出射して人間の眼に悪影響を及ぼすのを抑制することができる。

上記照明装置において、好ましくは、第１結露対処装置はレーザ光通過面を温めるためのヒータを含む。このように構成すれば、レーザ光通過面上の結露を容易に除去または防止することができる。

上記照明装置において、好ましくは、励起光源から出射したレーザ光を蛍光部材まで導く導光部材を備える。このように構成すれば、励起光源から出射したレーザ光を蛍光部材に容易に導くことができる。

上記導光部材を備える照明装置において、好ましくは、第１結露対処装置のプレ動作は、導光部材のレーザ光通過面上の結露を除去または防止することを含む。このように構成すれば、レーザ光が蛍光部材に照射される前に規定ビーム光路から逸脱するのを抑制することができるので、特に効果的である。

この場合、好ましくは、第１結露対処装置はレーザ光通過面を温めるためのヒータを含み、レーザ光通過面は導光部材のレーザ光出射面を含み、導光部材の表面には、ヒータで発生した熱を導光部材のレーザ光出射面まで伝える熱伝導部が設けられている。このように、第１結露対処装置がレーザ光通過面を温めるためのヒータを含むことによって、レーザ光通過面上の結露を容易に除去または防止することができる。また、導光部材の表面に、ヒータで発生した熱を導光部材のレーザ光出射面まで伝える熱伝導部を設けることによって、ヒータで発生した熱を導光部材のレーザ光出射面まで容易に伝えることができる。これにより、レーザ光通過面上の結露をより容易に除去または防止することができる。

上記照明装置において、好ましくは、第１結露対処装置のプレ動作は、蛍光部材のうちのレーザ光が照射される照射面上の結露を除去または防止することを含む。このように構成すれば、レーザ光が蛍光部材の照射面上で水滴により反射されて規定ビーム光路から逸脱するのを抑制することができる。

上記照明装置において、好ましくは、蛍光を反射する反射部材を備える。このように構成すれば、蛍光部材から出射した蛍光を反射部材により所定方向に反射することができ、所定領域を容易に照明することができる。

上記照明装置において、好ましくは、蛍光部材が内部に配置される本体部を備え、励起光源は本体部の外部に配置されており、本体部には、励起光源からのレーザ光を本体部内に導入するための導入部が設けられている。このように構成すれば、励起光源が本体部の外部に配置されている場合に、励起光源から出射したレーザ光を本体部内に容易に導入することができる。

上記導入部が設けられている照明装置において、好ましくは、導入部にはレーザ光を透過する第１透光部材が設けられている。このように構成すれば、導入部から本体部内にごみなどが侵入するのを防止することができる。これにより、レーザ光がごみなどに当たって規定ビーム光路から逸脱するのを抑制することができる。

上記第１透光部材が設けられている照明装置において、好ましくは、第１結露対処装置のプレ動作は、第１透光部材のレーザ光通過面上の結露を除去または防止することを含む。このように構成すれば、レーザ光が蛍光部材に照射される前に規定ビーム光路から逸脱するのを抑制することができるので、特に効果的である。

上記第１結露対処装置がヒータを含む照明装置において、好ましくは、ヒータは、プレ動作を所定時間行う。このように構成すれば、例えば、レーザ光通過面上の結露を容易に除去することができる。

上記第１結露対処装置がヒータを含む照明装置において、好ましくは、ヒータは、レーザ光通過面の周囲の温度が所定温度になるまでプレ動作を行う。このように構成すれば、例えば、レーザ光通過面上の結露を容易に除去することができる。

上記第１結露対処装置がヒータを含む照明装置において、好ましくは、ヒータは、レーザ光通過面の周囲の温度が外気温に比べて所定温度以上高くなるまでプレ動作を行う。このように構成すれば、例えば、レーザ光通過面上の結露を容易に除去することができる。

上記第１結露対処装置がヒータを含む照明装置において、好ましくは、励起光源はヒータを兼ねており、励起光源のプレ動作時の出力は、励起光源の本動作時の出力に比べて低い。このように、励起光源がヒータを兼ねることにより、ヒータを別途設ける必要がないので、部品点数を削減することができるとともに、照明装置を小型化することができる。また、励起光源のプレ動作時の出力を、励起光源の本動作時の出力に比べて低くすることによって、高出力のレーザ光が照明装置の外部に出射するのを防止しながら、励起光源を用いてプレ動作を行うことができる。

上記照明装置において、好ましくは、蛍光を反射面を有する反射部材と、反射面上の結露を除去または防止する動作を行う第２結露対処装置と、を備える。このように構成すれば、蛍光が反射面上の水滴により反射されたり屈折されたりするのを防止することができるので、所望の照明光が得られなくなるのを抑制することができる。

上記照明装置において、好ましくは、蛍光を透過して照明装置の外部に出射する第２透光部材と、第２透光部材の表面上の結露を除去または防止する動作を行う第２結露対処装置と、を備える。このように構成すれば、蛍光が第２透光部材の表面上の水滴により反射されたり屈折されたりするのを防止することができるので、所望の照明光が得られなくなるのを抑制することができる。

上記照明装置において、好ましくは、車両用の前照灯として用いられ、第１結露対処装置のプレ動作は、ドアのロック、ドアのロック解除およびドアの開閉の少なくとも１つに連動して開始される。このように構成すれば、運転者が照明装置をオンする前に結露を除去または防止することができるので、特に有効である。

以上のように、本発明によれば、レーザ光が規定ビーム光路から逸脱するのを抑制することが可能な照明装置を容易に得ることができる。

本発明の第１実施形態の照明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実施形態の熱伝導層周辺の構造を示した拡大断面図である。 本発明の第２実施形態の照明装置の構造を示した断面図である。 本発明の第３実施形態の照明装置の構造を示した断面図である。 本発明の第４実施形態の照明装置の構造を示した断面図である。 本発明の第５実施形態の照明装置の構造を示した断面図である。 本発明の第６実施形態の照明装置の構造を示した断面図である。 本発明の第７実施形態の照明装置の構造を示した断面図である。 本発明の第１変形例の照明装置の構造を示した断面図である。 本発明の第２変形例の照明装置の構造を示した断面図である。

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がある。

（第１実施形態）
図１および図２を参照して、本発明の第１実施形態の照明装置１の構造について説明する。

本発明の第１実施形態の照明装置１は、例えば自動車などの前方を照明する前照灯として用いられるものである。照明装置１は図１に示すように、励起光であるレーザ光を出射する励起光源２と、励起光源２が固定される放熱部材３と、励起光源２の前方に配置された導光部材４と、レーザ光（励起光）が照射される蛍光部材５と、蛍光部材５を支持する支持部材６と、蛍光部材５から出射した蛍光を照明装置１の外部に向かって反射する反射部材７と、反射部材７の前端に固定されるベゼル８と、蛍光を透過して照明装置１の外部に出射する透光部材９と、レーザ光通過面上の結露を除去する結露対処装置２０（第１結露対処装置）とを備える。本実施形態では、反射部材７、ベゼル８および透光部材９などにより、本体部３０が形成されている。本体部３０内には空間Ｓ１が形成されている。

なお、レーザ光通過面とは、レーザ光が通過する面を意味し、本実施形態では、励起光源２のレーザ光出射面、導光部材４のレーザ光入射面４ａおよびレーザ光出射面４ｂ、蛍光部材５の照射面５ａがレーザ光通過面である。また、本実施形態では、結露対処装置２０は上記レーザ光通過面のうちの導光部材４のレーザ光出射面４ｂ上の結露を除去する。

励起光源２は半導体レーザであり、半導体レーザ素子（図示せず）と半導体レーザ素子が搭載されるパッケージとによって構成されている。励起光源２は例えば約３８０ｎｍ〜約４６０ｎｍの中心波長を有するレーザ光を出射するように構成されている。励起光源２は本体部３０の外部に配置されている。

放熱部材３は例えば金属ブロックにより形成されており、励起光源２で発生した熱を放熱する機能を有する。放熱部材３は必要に応じて設けられるものであり、既存の部材で代用してもよい。

導光部材４は励起光源２から出射したレーザ光を蛍光部材５まで導く機能を有する。本実施形態では、導光部材４は例えば光ファイバにより形成されている。

導光部材４のレーザ光入射面４ａ側の部分は、励起光源２に固定されている。導光部材４のレーザ光入射面４ａと励起光源２のレーザ光出射面とを密封するように、固定部材１０が設けられている。導光部材４と励起光源２との接続部は、レーザ光の光路上に結露が生じないように形成されている。例えば、導光部材４のレーザ光入射端面４ａと励起光源２のレーザ光出射面との間に透明な固定部材１０が充填されていてもよい。また、導光部材４をピグテールファイバにして、導光部材４と励起光源２とをピグテール接続してもよい。この場合にも、導光部材４のレーザ光入射面４ａと励起光源２のレーザ光出射面とを密封して、導光部材４と励起光源２との接続部におけるレーザ光の光路上に結露が生じないようにすることが可能である。なお、本明細書において、密封とは、気体の出入りができないように封をすることを言う。

導光部材４のレーザ光出射面４ｂ側の部分は、反射部材７の後述する導入部７ｂに挿入されており、レーザ光出射面４ｂは本体部３０内に配置されている。導光部材４は導入部７ｂに隙間なく挿入されていることが好ましい。

また、レーザ光出射面４ｂは蛍光部材５のレーザ光が照射される照射面５ａから所定の距離を隔てて配置されている。これにより、蛍光部材５の照射面５ａから出射した光が導光部材４のレーザ光出射面４ｂに再度入射するのを抑制することが可能であるので、光の利用効率が低下するのを抑制することが可能である。

蛍光部材５は、本体部３０内に配置されており、レーザ光（励起光）が照射されることにより蛍光を出射する機能を有する。また、蛍光部材５は励起光の波長よりも長波長の中心波長を有する蛍光を出射する。蛍光部材５は、例えば青紫色のレーザ光を赤色光、緑色光および青色光にそれぞれ変換する３種類の蛍光体（図示せず）を含んでいる。そして、蛍光部材５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、白色の照明光が得られる。なお、蛍光部材５は、例えば青色のレーザ光の一部を黄色光に変換する１種類の蛍光体を含んでいてもよい。そして、黄色光と、蛍光部材５により散乱された青色光とが混色されることによって、白色の照明光が得られてもよい。蛍光部材５は、蛍光体をガラスや樹脂などに混ぜて固めたものや、蛍光体粒子を加圧または焼結したものなどを用いることが可能である。

支持部材６は、蛍光部材５の側面５ｂを保持する保持部６ａと、ベゼル８に取り付けられる棒状の複数の取付部６ｂとを含んでいる。保持部６ａは、蛍光部材５の側面を直接保持してもよいし、接着層などを介して保持してもよい。取付部６ｂは反射部材７に取り付けられていてもよい。

また、支持部材６は金属やグラファイトなどの熱伝導率の高い材料により形成されている。支持部材６は、蛍光部材５で発生した熱をベゼル８、反射部材７や図示しない金属ブロック等に放熱するように構成されている。

反射部材７は蛍光部材５から出射した光（蛍光や散乱光）を外部に向かって反射する機能を有する。反射部材７の反射面７ａは凹状に形成されており、例えば放物面の一部を含むように形成されている。また、反射面７ａの焦点を含む領域に、蛍光部材５の照射面５ａが配置されている。また、反射部材７の所定の位置（例えば頂点）には、励起光源２から出射したレーザ光（励起光）を導入するための導入部７ｂが形成されている。反射部材７は金属や樹脂により形成されている。反射部材７を樹脂により形成する場合、反射面７ａは金属膜などにより形成されていてもよい。

ベゼル８は例えば円筒状に形成されており、ボルト１１やネジ（図示せず）などを用いて、反射部材７の前端に固定されている。ベゼル８は金属や樹脂により形成されている。ベゼル８の内面８ａは、光を反射する機能を有する反射面で形成されていることが好ましい。

透光部材９は、レンズ（例えば平凸レンズ）からなり、ガラスや樹脂などにより形成されている。透光部材９はベゼル８の内面８ａに固定されている。透光部材９の外面とベゼル８の内面８ａとの間には、図示しない接着部材が設けられていてもよい。

結露対処装置２０は、励起光源２が本動作する前に、導光部材４（レーザ光の光路上に配置される部材）のレーザ光出射面４ｂ（レーザ光通過面）上の結露を除去するプレ動作を行うように構成されている。なお、励起光源２の本動作とは、照明光を得るために励起光源２がレーザ光を出射する動作のことを言う。結露対処装置２０は、加熱機能を有するヒータ２１と、ヒータ２１の動作を制御する制御部２２とを含んでいる。

ここで、導光部材４のレーザ光出射面４ｂ側の外周面上には図１および図２に示すように、熱伝導層１２（熱伝導部）が形成されている。熱伝導層１２はレーザ光出射面４ｂまで形成されている。また、熱伝導層１２はヒータ２１に接続されており、ヒータ２１で発生した熱をレーザ光出射面４ｂまで伝える機能を有する。

熱伝導層１２は、例えば金属線をメッシュ状にしたものであってもよいし、導光部材４の表面上に導電性膜を形成したものであってもよい。また、熱伝導層１２の外面と反射部材７の導入部７ｂの内面との間には、樹脂などからなる絶縁部材１３が設けられている。これにより、熱伝導層１２から反射部材７に熱が逃げるのを抑制することが可能である。

また、熱伝導層１２の外面を覆うように絶縁性の樹脂など（図示せず）がコーティングされていてもよい。このように構成すれば、熱伝導層１２が水滴などにより腐食するのを防止することが可能である。なお、熱伝導層１２の外面が絶縁性の樹脂などによりコーティングされている場合や、反射部材７が樹脂などにより形成されている場合は、絶縁部材１３は設けられていなくてもよい。

ヒータ２１は導光部材４のレーザ光出射面４ｂに近づけて配置されることが好ましい。このように構成すれば、ヒータ２１で発生した熱を早くレーザ光出射面４ｂに伝えることが可能である。ヒータ２１を本体部３０内に配置することも可能であるが、ヒータ２１による光の吸収や意図しない方向への光の反射を防ぐために、ヒータ２１は本体部３０の外部に配置されていることが好ましい。

制御部２２は図１に示すように、図示しない電力供給部を介してヒータ２１に接続されており、ヒータ２１の動作（オンオフ）を制御するように構成されている。また、制御部２２は必要に応じて、自動車のエンジンスタートスイッチや、ドアロックスイッチや、ドア開閉スイッチまたはドア開閉検知センサや、ボンネットスイッチ（またはエンジンフードスイッチ）などに接続されている。そして、制御部２２は、運転者がエンジンをオンした時や、運転者が運転座席に座りドアをロックした時や、運転者が自動車に乗り込むためにドアロックを解除した時や、ドアがロックされていない状態で運転席のドアが開いた時や、運転者または作業者がメンテナンスのためにボンネット（またはエンジンフード）を開けた時などに、ヒータ２１をオン（プレ動作を開始）するように構成されている。

また、制御部２２は必要に応じて、タイマーや、外気温を測定する温度センサーや、本体部３０内の温度を測定する温度センサーなどに接続されている。例えば、制御部２２は一定時間（例えば数秒〜１０秒程度）経過後にヒータ２１をオフ（プレ動作を終了）するように構成されていてもよい。また、制御部２２は本体部３０内の温度が所定温度（例えば２０℃〜３０℃）以上になるとヒータ２１をオフするように構成されていてもよい。また、制御部２２は本体部３０内の温度が外気温に比べて所定温度（例えば５℃〜１０℃程度）高くなるとヒータ２１をオフするよう構成されていてもよい。すなわち、ヒータ２１はプレ動作を所定時間行うように構成されていてもよい。また、ヒータ２１はレーザ光出射面４ｂの周囲の温度が所定温度になるまでプレ動作を行うように構成されていてもよい。また、ヒータ２１はレーザ光出射面４ｂの周囲の温度が外気温に比べて所定温度以上高くなるまでプレ動作を行うように構成されていてもよい。

また、制御部２２は必要に応じて、本体部３０内の相対湿度を測定する湿度センサや、導光部材４のレーザ光出射面４ｂ上の水滴を検知する水滴検知センサに接続されていてもよい。そして、制御部２２は本体部３０内の相対湿度が例えば９５％以下になるとヒータ２１をオフするように構成されていてもよい。また、制御部２２はレーザ光出射面４ｂ上の水滴が無くなるとヒータ２１をオフするように構成されていてもよい。

なお、制御部２２は、例えば運転者がエンジンをオンした場合であっても、上述したヒータ２１をオフする条件を満たしている場合には、ヒータ２１をオンしなくてもよい。すなわち、レーザ光出射面４ｂに結露が生じていない場合には、プレ動作を行わなくてもよい。

励起光源２は結露対処装置２０のプレ動作が終了するまで本動作しないように構成されている。制御部２２は励起光源２の動作も制御するように構成されていてもよい。

本実施形態では、上記のように、励起光源２が本動作する前に、レーザ光の光路上に配置される導光部材４のレーザ光出射面４ｂ上の結露を除去するプレ動作を行う結露対処装置２０を備える。これにより、レーザ光出射面４ｂ上の結露を除去するプレ動作を行った後に、励起光源２を本動作させることができる。このため、レーザ光がレーザ光出射面４ｂ上の水滴により意図しない方向に反射や屈折されて規定ビーム光路から逸脱するのを、抑制することができる。その結果、所望の照明光が得られなくなったり、レーザ光が照明装置１の外部に出射して人間の眼に悪影響を及ぼすのを抑制することができる。

また、導光部材４のレーザ光出射面４ｂ上の結露を除去することによって、レーザ光が蛍光部材５に照射される前に規定ビーム光路から逸脱するのを抑制す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、結露対処装置２０はレーザ光出射面４ｂを温めるためのヒータ２１を含む。これにより、レーザ光出射面４ｂ上の結露を容易に除去することができる。

また、上記のように、励起光源２から出射したレーザ光を蛍光部材５まで導く導光部材４を備える。これにより、励起光源２から出射したレーザ光を蛍光部材５に容易に導くことができる。

また、上記のように、導光部材４の表面には、ヒータ２１で発生した熱を導光部材４のレーザ光出射面４ｂまで伝える熱伝導層１２が設けられている。これにより、ヒータ２１で発生した熱を導光部材４のレーザ光出射面４ｂまで容易に伝えることができる。これにより、レーザ光出射面４ｂ上の結露をより容易に除去することができる。

また、上記のように、反射部材７に導入部７ｂを設けることによって、励起光源２から出射したレーザ光を本体部３０内に容易に導入することができる。

また、上記のように、ヒータ２１は、プレ動作を所定時間行ってもよい。また、ヒータ２１は、レーザ光出射面４ｂの周囲の温度が所定温度になるまでプレ動作を行ってもよい。また、ヒータ２１は、レーザ光出射面４ｂの周囲の温度が外気温に比べて所定温度以上高くなるまでプレ動作を行ってもよい。いずれの場合にも、レーザ光出射面４ｂ上の結露を容易に除去することができる。

また、上記のように、導光部材４を導入部７ｂに隙間なく挿入すれば、導入部７ｂから本体部３０内にごみなどが侵入するのを防止することができる。これにより、レーザ光がごみなどに当たって規定ビーム光路から逸脱するのを、抑制することができる。

また、上記のように、結露対処装置２０は、ドアのロックや、ドアのロック解除や、ドアの開閉に連動して、プレ動作を開始する。これにより、運転者が照明装置１をオンする前に結露を除去することができるので、特に有効である。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態の照明装置１０１では図３に示すように、加熱機能を有するヒータ１２１と、ヒータ１２１の動作を制御する制御部１２２とを含む結露対処装置１２０（第１結露対処装置）が設けられている。本実施形態では、結露対処装置１２０は、励起光源２が本動作する前に、蛍光部材５（レーザ光の光路上に配置される部材）の照射面５ａ（レーザ光通過面）上の結露を除去するプレ動作を行うように構成されている。

ヒータ１２１は蛍光部材５を温める機能を有する。ヒータ１２１は支持部材６の取付部６ｂに熱的に接続されており、ヒータ１２１で発生した熱は支持部材６を介して蛍光部材５に伝えられる。

また、制御部１２２は上記第１実施形態の制御部２２と同様に構成されている。例えば、制御部１２２は必要に応じて、本体部３０内の相対湿度を測定する湿度センサや、蛍光部材５の照射面５ａ上の水滴を検知する水滴検知センサに接続されていてもよい。そして、制御部１２２は本体部３０内の相対湿度が例えば９５％以下になるとヒータ１２１をオフするように構成されていてもよい。また、照射面５ａ上の水滴がなくなるとヒータ１２１をオフするように構成されていてもよい。

第２実施形態のその他の構造は、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、結露対処装置１２０は、蛍光部材５の照射面５ａ上の結露を除去する。これにより、レーザ光が蛍光部材５の照射面５ａ上の水滴により反射されて規定ビーム光路から逸脱するのを抑制することができる。

また、熱伝導率の高い部材は熱伝導率の低い部材よりも先に温度が低下するので、熱伝導率の高い部材の表面に結露が生じやすい。本実施形態では、蛍光部材５周辺には放熱性を良くするために熱伝導率の高い支持部材６を用いているため、支持部材６周辺に結露が生じやすい。このため、水滴が支持部材６から蛍光部材５に流れ、レーザ光が水滴により反射されて規定ビーム光路から逸脱する可能性がある。また、反射部材７が金属製の場合、反射部材７の内面（反射面７ａ）に結露が生じやすくなる。この場合、反射部材７の内面（反射面７ａ）に付着した水滴が、蛍光部材５に落ちて、レーザ光が規定ビーム光路から逸脱する可能性がある。本実施形態では、上記のように、蛍光部材５の照射面５ａ上の結露を除去することができるので、熱伝導率の高い部材を例えば蛍光部材５周辺などに用いた場合であっても、レーザ光が規定ビーム光路から逸脱するのを抑制することができる。

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４に示すように、導光部材２０４がレンズにより形成されている場合について説明する。

本発明の第３実施形態の照明装置２０１は、励起光源２と、放熱部材３と、励起光源２の前方に配置された導光部材２０４と、蛍光部材５と、蛍光部材５を支持する支持部材２０６と、蛍光部材５から出射した蛍光を外部に向かって反射する反射部材２０７と、蛍光を透過して照明装置２０１の外部に出射する透光部材２０９と、レーザ光通過面上の結露を除去する結露対処装置２２０（第１結露対処装置）とを備える。本実施形態では、反射部材２０７、後述する透光部材２１４、支持部材２０６および透光部材２０９により、本体部２３０が形成されている。本体部２３０内には空間Ｓ２０１が形成されている。なお、本実施形態では、励起光源２のレーザ光出射面、導光部材２０４のレーザ光入射面およびレーザ光出射面、後述する透光部材２１４のレーザ光入射面およびレーザ光出射面、蛍光部材５の照射面５ａがレーザ光通過面である。

導光部材２０４は、レンズ（例えば両凸レンズ）により形成されている。導光部材２０４は本体部２３０の外部に配置されている。

支持部材２０６は金属や樹脂により形成すること可能であるが、少なくとも蛍光部材５の周辺部分（保持部２０６ａ）は金属などの熱伝導率の高い材料により形成されている。保持部２０６ａは、蛍光部材５で発生した熱を支持部材２０６全体や図示しない金属製の部材等に放熱するように構成されている。また、支持部材２０６の内面（空間Ｓ２０１を形成する面）２０６ｂは、光を反射する機能を有する反射面で形成されていることが好ましい。

反射部材２０７は蛍光部材５から出射した蛍光を照明装置２０１の外部に向かって反射する機能を有する。反射部材２０７の反射面２０７ａは例えば放物面の一部を含むように形成されており、放物面をその頂点と焦点とを結ぶ軸（放物面の回転軸）に平行な面で分割したような形状に形成されている。また、反射部材２０７の所定の位置には、励起光源２から出射したレーザ光（励起光）を導入するための導入部２０７ｂが形成されている。

この導入部２０７ｂには、少なくともレーザ光（励起光）を透過する透光部材２１４（第１透光部材）が設けられている。この透光部材２１４は例えば石英、その他の無機ガラスや、樹脂により形成されている。また、透光部材２１４は蛍光部材５から出射した蛍光を反射するように構成されていてもよい。このように構成すれば、蛍光が励起光源２側に戻るのを防止することが可能となるので、光の利用効率を向上させることが可能である。

透光部材２０９は例えば平板状のガラスや樹脂などにより形成されている。透光部材２０９はレンズにより形成されていてもよい。透光部材２０９は反射部材２０７および支持部材２０６に固定されている。

結露対処装置２２０は、加熱機能を有するヒータ２２１と、ヒータ２２１の動作を制御する制御部２２２とを含んでいる。

ヒータ２２１は透光部材２１４を温める機能を有する。ヒータ２２１と透光部材２１４とを熱伝導部材（図示せず）により熱的に接続し、ヒータ２２１で発生した熱を透光部材２１４に伝えてもよい。また、ヒータ２２１の近くに送風機を設け、ヒータ２２１で発生した熱を送風することにより透光部材２１４の表面（レーザ光通過面）を温めてもよい。

なお、ヒータ２２１は、透光部材２１４だけでなく導光部材２０４の表面（レーザ光入射面およびレーザ光出射面）や励起光源２のレーザ光出射面も温めるように構成されていてもよい。また、ヒータ２２１は導光部材２０４の表面または励起光源２のレーザ光出射面だけを温めるように構成されていてもよい。照明装置２０１の構造、材質、配置場所等により、結露しやすい部分が異なるためである。

また、制御部２２２は上記実施形態の制御部と同様に構成されている。例えば、制御部２２２は必要に応じて、本体部２３０内の相対湿度を測定する湿度センサや、透光部材２１４の表面（レーザ光入射面やレーザ光出射面）上の水滴を検知する水滴検知センサに接続されていてもよい。そして、制御部２２２は本体部２３０内の相対湿度が例えば９５％以下になるとヒータ２２１をオフするように構成されていてもよい。また、透光部材２１４の表面上の水滴がなくなるとヒータ２２１をオフするように構成されていてもよい。

第３実施形態のその他の構造は、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、結露対処装置２２０は、透光部材２１４や導光部材２０４などの表面（レーザ光通過面）上の結露を除去する。これにより、レーザ光が蛍光部材５に照射される前に規定ビーム光路から逸脱するのを抑制す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、導入部２０７ｂにはレーザ光を透過する透光部材２１４が設けられている。これにより、導入部２０７ｂから本体部２３０内にごみなどが侵入するのを防止することができる。これにより、レーザ光がごみなどに当たって規定ビーム光路から逸脱するのを、抑制することができる。

また、上記のように、透光部材２１４は石英やその他の無機ガラスで形成されていてもよい。石英やその他の無機ガラスは樹脂に比べて熱伝導率が高い。このため、透光部材２１４の表面に結露が生じやすい。本実施形態では、上記のように、透光部材２１４の表面上の結露を除去することができるので、熱伝導率の高い部材を例えば透光部材２１４として用いた場合であっても、レーザ光が規定ビーム光路から逸脱するのを抑制することができる。

第３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４実施形態）
本発明の第４実施形態の照明装置３０１では図５に示すように、加熱機能を有するヒータ３２１と、ヒータ３２１の動作を制御する制御部３２２とを含む結露対処装置３２０（第１結露対処装置）が設けられている。本実施形態では、結露対処装置３２０は、励起光源２が本動作する前に、蛍光部材５の照射面５ａ上の結露を除去するプレ動作を行うように構成されている。

ヒータ３２１は蛍光部材５を温める機能を有する。ヒータ３２１は支持部材２０６の保持部２０６ａに熱的に接続されており、ヒータ３２１で発生した熱は支持部材２０６を介して蛍光部材５に伝えられる。

また、制御部３２２は上記実施形態の制御部と同様に構成されている。

第４実施形態のその他の構造は、上記第３実施形態と同様である。

第４実施形態の効果は、上記第２および第３実施形態と同様である。

（第５実施形態）
本発明の第５実施形態の照明装置４０１では図６に示すように、熱伝導層４１２（熱伝導部）は導光部材４のレーザ光出射面４ｂからレーザ光入射面４ａまで形成されている。

本実施形態では、励起光源２はヒータを兼ねており、励起光源２および制御部４２２によって結露対処装置４２０（第１結露対処装置）が構成されている。

制御部４２２は、図示しない電力供給部を介して励起光源２に接続されており、励起光源２のプレ動作および本動作を制御するように構成されている。また、制御部４２２は、励起光源２のプレ動作時の出力が本動作時の出力に比べて十分低くなるように励起光源２を制御する。本実施形態では、規定ビーム光路上に結露が生じた状態で励起光源２からレーザ光が出射されるが、このプレ動作時において励起光源２の出力は十分に低いので、レーザ光の一部が規定ビーム光路から逸脱したとしても人間の眼に悪影響を及ぼすのを十分に防止することが可能である。

第５実施形態のその他の構造は、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、励起光源２がヒータを兼ねることにより、ヒータを別途設ける必要がないので、部品点数を削減することができるとともに、照明装置４０１を小型化することができる。また、励起光源２のプレ動作時の出力を、励起光源２の本動作時の出力に比べて低くすることによって、高出力のレーザ光が照明装置４０１の外部に出射するのを防止しながら、励起光源２を用いてプレ動作を行うことができる。

第５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６実施形態）
本発明の第６実施形態の照明装置５０１では図７に示すように、加熱機能を有するヒータ５２１と、ヒータ５２１の動作を制御する制御部５２２とを含む結露対処装置５２０（第２結露対処装置）が設けられている。

ヒータ５２１は反射部材７の反射面７ａを温める機能を有する。反射部材７が金属製である場合は、反射部材７の外面を温めることにより反射面７ａを温めることが可能である。反射部材７が樹脂製である場合は、反射面７ａを例えば金属膜により形成し、金属膜に熱が伝わるようにヒータ５２１を設けることによって、反射面７ａを温めることが可能である。

制御部５２２は上記実施形態の制御部と同様に構成されている。例えば、結露対処装置５２０は、励起光源２が本動作する前に、反射部材７の反射面７ａ上の結露を除去するプレ動作を行うように構成されている。なお、反射部材７の反射面７ａには人間の眼に悪影響を及ぼすレーザ光は到達しないので、結露対処装置５２０の動作を励起光源２の本動作と同時に開始してもよい。

結露対処装置５２０はベゼル８や透光部材９（第２透光部材）も温めるように構成されていてもよいし、反射部材７ではなくベゼル８または透光部材９だけを温めるように構成されていてもよい。また、結露対処装置２０が結露対処装置５２０を兼ねてもよい。この場合、部品点数を削減することが可能であるとともに、照明装置５０１を小型化することが可能である。

第６実施形態のその他の構造は、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、反射部材７や透光部材９などの表面上の結露を除去する動作を行う結露対処装置５２０を備える。これにより、蛍光が反射部材７や透光部材９などの表面上の水滴により反射されたり屈折されたりするのを防止することができるので、所望の照明光が得られなくなるのを抑制することができる。

第６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７実施形態）
この第７実施形態の照明装置６０１では図８に示すように、励起光源２、導光部材２０４およびヒータ２２１を覆うように、カバー部材６１５が設けられている。カバー部材６１５は反射部材２０７に取り付けられている。カバー部材６１５は、励起光を遮光する機能を有しており、例えば樹脂や金属により形成されている。なお、制御部２２２はカバー部材６１５の外部に配置されていてもよいし、内部に配置されていてもよい。

第７実施形態のその他の構造は、上記第２実施形態と同様である。

本実施形態では、上記のように、励起光源２や導光部材２０４を覆うカバー部材６１５を設けることによって、導光部材２０４などの表面で結露が生じ、レーザ光が規定ビーム光路から逸脱した場合であっても、レーザ光が照明装置６０１の外部に出射するのを容易に防止することができる。

第７実施形態のその他の効果は、上記第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、本発明の照明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。本発明の照明装置を、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、本発明の照明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。本発明の照明装置をダウンライトまたはスポットライトや、その他の照明装置に適用してもよい。また、本発明の照明装置を、反射部材が設けられていない例えば電球型の照明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、上記実施形態では、白色光を出射するように、励起光源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、半導体レーザ以外の励起光源を用いてもよい。

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ず、反射面を例えば楕円面の一部により形成してもよい。この場合、蛍光部材の照射領域を反射面の焦点に位置させることにより、照明装置から出射する光を容易に集光することができる。また、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、例えば上記第３、第４および第７実施形態では、導入部２０７ｂに透光部材２１４を設けた例について示したが、本発明はこれに限らず、導入部２０７ｂに透光部材２１４を設けなくてもよい。また、上記第７実施形態のようにカバー部材６１５を設ければ、透光部材２１４を設けない場合であっても、導入部２０７ｂから本体部２３０内にごみなどが侵入するのを防止することができる。

また、上記実施形態では、導光部材として光ファイバやレンズを用いた例について示したが、本発明はこれに限らない。導光部材として反射鏡などを用いてもよく、光ファイバ、レンズおよび反射鏡などを複数組み合わせて用いてもよい。なお、導光部材は必要に応じて設けられるものであり、例えば図９に示した本発明の第１変形例の照明装置７０１のように、励起光源２を蛍光部材５の近傍に配置する場合は無くてもよい。この照明装置７０１では、本体部２３０内に励起光源２および蛍光部材５が配置されている。

また、上記実施形態では、結露対処装置にヒータを設けた例について示したが、本発明はこれに限らない。結露対処装置にヒータを設けず、例えば除湿器や送風機を設けてもよい。この場合にも、結露を除去することが可能である。

また、上記実施形態では、反射部材に導入部が設けられている例について示したが、本発明はこれに限らない。例えば第３実施形態の支持部材２０６に導入部を設けることも可能である。

また、上記実施形態では、レーザ光通過面上に生じた結露を除去する例について示したが、本発明はこれに限らない。結露対処装置を常時オン状態にして、レーザ光通過面上に結露が生じること自体を防止することも可能である。

また、例えば図１０に示した本発明の第２変形例の照明装置８０１のように、蛍光部材５から離れた位置に、熱伝導率の高い材料からなるゲッター部材８１６を設けてもよい。このゲッター部材８１６は、支持部材２０６の保持部２０６ａと同等以上の高い熱伝導率を有することが好ましい。このように構成すれば、保持部２０６ａよりも先に、ゲッター部材８１６に結露が生じるので、保持部２０６ａに結露が生じるのを抑制することができる。また、ゲッター部材８１６は照明装置８０１の下部に設けられていることが好ましい。また、支持部材２０６の内面２０６ｂに凹部２０６ｃを形成し、その凹部２０６ｃ内にゲッター部材８１６を配置することが好ましい。このように構成すれば、ゲッター部材８１６の表面に生じた水滴が他の部分に移動するのを抑制することができる。また、ゲッター部材８１６は照明装置８０１の外部に露出していてもよい。このように構成すれば、ゲッター部材８１６の温度を容易に、例えば保持部２０６ａよりも先に低下させることができる。

また、レーザ光通過面に表面処理を施してもよい。レーザ光通過面上に例えば酸化チタン薄膜を設ければ、酸化チタンは親水性であるので、レーザ光通過面上の水が濡れ広がりやすくなる。このため、レーザ光が意図しない方向に屈折されるのを抑制することができる。また、レーザ光通過面上に細かい水滴が生じるように表面処理を施してもよい。このように構成すれば、ヒータ等により水滴を蒸発させやすくできる。

また、例えば上記第１実施形態では、ヒータ２１で発生した熱をレーザ光出射面４ｂに伝えるように、導光部材４の表面に熱伝導層１２を設けた例について示したが、本発明はこれに限らない。例えば、レーザ光出射面４ｂの近傍に発熱部（抵抗など）を設け、発熱部に接続するように導光部材４の表面に配線層を形成してもよい。そして、配線層を介して発熱部に電力を供給することにより発熱部を発熱させ、レーザ光出射面４ｂ上の結露を除去してもよい。この場合、配線層および発熱部を覆うように絶縁性の樹脂などをコーティングすれば、配線層や発熱部が水滴により短絡するのを容易に防止することが可能である。

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。例えば、第１実施形態と第２実施形態とを組み合わせて、導光部材のレーザ光出射面および蛍光部材の照射面の表面上の結露を除去してもよい。また、例えば、第１実施形態と第６実施形態とを組み合わせて、導光部材のレーザ光出射面および反射部材の反射面の表面上の結露を除去してもよい。これらの場合、共通の結露対処装置を１つだけ設けてもよい。また、例えば、第３実施形態と第５実施形態とを組み合わせて、励起光源で発生した熱により透光部材の表面上の結露を除去してもよい。

１、１０１、２０１、３０１、４０１、５０１、６０１、７０１、８０１ 照明装置
２ 励起光源
４、２０４ 導光部材
４ａ レーザ光入射面（レーザ光通過面）
４ｂ レーザ光出射面（レーザ光通過面）
５ 蛍光部材
５ａ 照射面（レーザ光通過面）
７、２０７ 反射部材
７ａ、２０７ａ 反射面
７ｂ、２０７ｂ 導入部
９、２０９ 透光部材（第２透光部材）
１２、４１２ 熱伝導層（熱伝導部）
２０、１２０、２２０、３２０、４２０ 結露対処装置（第１結露対処装置）
２１、１２１、２２１、３２１ ヒータ
３０、２３０ 本体部
２１４ 透光部材（第１透光部材）
５２０ 結露対処装置（第２結露対処装置）
Ｓ１、Ｓ２０１ 空間

Claims (15)

1. 励起光であるレーザ光が照射され蛍光を出射する蛍光部材と、
   前記レーザ光を出射する励起光源が本動作する前に、前記レーザ光の光路上に配置される部材のレーザ光通過面上の結露を除去するプレ動作を行う第１結露対処装置と、
   を備え、
   前記第１結露対処装置は前記レーザ光通過面を温めるためのヒータを含み、
   前記励起光源は前記ヒータを兼ねており、
   前記励起光源の前記プレ動作時の出力は、前記励起光源の前記本動作時の出力に比べて低いことを特徴とする照明装置。
2. 前記励起光源から出射した前記レーザ光を前記蛍光部材まで導く導光部材を備えることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
3. 前記第１結露対処装置の前記プレ動作は、前記導光部材の前記レーザ光通過面上の結露を除去することを含む、ことを特徴とする請求項２に記載の照明装置。
4. 前記レーザ光通過面は前記導光部材のレーザ光出射面を含み、
   前記導光部材の表面には、前記ヒータで発生した熱を前記導光部材のレーザ光出射面まで伝える熱伝導部が設けられていることを特徴とする請求項３に記載の照明装置。
5. 前記第１結露対処装置の前記プレ動作は、前記蛍光部材のうちの前記レーザ光が照射される照射面上の結露を除去することを含む、ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の照明装置。
6. 前記蛍光を反射する反射部材を備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の照明装置。
7. 前記蛍光部材が内部に配置される本体部を備え、
   前記励起光源は前記本体部の外部に配置されており、
   前記本体部には、前記励起光源からのレーザ光を前記本体部内に導入するための導入部が設けられていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の照明装置。
8. 前記導入部には前記レーザ光を透過する第１透光部材が設けられていることを特徴とする請求項７に記載の照明装置。
9. 前記第１結露対処装置の前記プレ動作は、前記第１透光部材の前記レーザ光通過面上の結露を除去することを含む、ことを特徴とする請求項８に記載の照明装置。
10. 前記ヒータは、前記プレ動作を所定時間行うことを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の照明装置。
11. 前記ヒータは、前記レーザ光通過面の周囲の温度が所定温度になるまで前記プレ動作を行うことを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の照明装置。
12. 前記ヒータは、前記レーザ光通過面の周囲の温度が外気温に比べて所定温度以上高くなるまで前記プレ動作を行うことを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の照明装置。
13. 前記蛍光を反射する反射面を有する反射部材と、
    前記反射面上の結露を除去する動作を行う第２結露対処装置と、
    を備えることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載の照明装置。
14. 前記蛍光を透過して照明装置の外部に出射する第２透光部材と、
    前記第２透光部材の表面上の結露を除去する動作を行う第２結露対処装置と、
    を備えることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１項に記載の照明装置。
15. 車両用の前照灯として用いられ、
    前記第１結露対処装置の前記プレ動作は、ドアのロック、ドアのロック解除およびドアの開閉の少なくとも１つに連動して開始されることを特徴とする請求項１〜１４のいずれか１項に記載の照明装置。

Images