JP6239577B2 - Lighting device - Google Patents

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    • F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/60—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by a variable light distribution
    • F21S41/63—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by a variable light distribution by acting on refractors, filters or transparent cover plates
    • F21S41/64—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by a variable light distribution by acting on refractors, filters or transparent cover plates by changing their light transmissivity, e.g. by liquid crystal or electrochromic devices
    • F21S41/645—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by a variable light distribution by acting on refractors, filters or transparent cover plates by changing their light transmissivity, e.g. by liquid crystal or electrochromic devices by electro-optic means, e.g. liquid crystal or electrochromic devices

Description

本発明は、照明装置が備える発光部およびその製造方法に関するものである。   The present invention relates to a light emitting unit provided in a lighting device and a method for manufacturing the same.

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。   In recent years, semiconductor light emitting devices such as light emitting diodes (LEDs) and semiconductor lasers (LDs) are used as excitation light sources, and excitation light generated from these excitation light sources is emitted to light emitting units including phosphors. Research on light-emitting devices that use fluorescence generated by the above as illumination light has become active.

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および２に開示された灯具がある。これらの灯具では、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。   Examples of techniques relating to such a light emitting device include lamps disclosed in Patent Documents 1 and 2. In these lamps, a semiconductor laser is used as an excitation light source in order to realize a high-intensity light source. Since the laser light oscillated from the semiconductor laser is coherent light, the directivity is strong, and the laser light can be condensed and used as excitation light without waste. A light-emitting device using such a semiconductor laser as an excitation light source (referred to as an LD light-emitting device) can be suitably applied to a vehicle headlamp.

一方、インコヒーレントな光を発する白色ＬＥＤを用いて車両用ヘッドランプを実現する技術の例としては、非特許文献１に開示された車両用ヘッドランプがある。   On the other hand, as an example of a technique for realizing a vehicle headlamp using a white LED that emits incoherent light, there is a vehicle headlamp disclosed in Non-Patent Document 1.

自動車用ヘッドランプには、自動車が夜間でも安全に走行できるように、自車から所定の距離にある障害物を確認できる等の、保安基準を満たすことが要求される。   Vehicle headlamps are required to satisfy safety standards such as being able to check obstacles at a predetermined distance from the vehicle so that the vehicle can travel safely even at night.

特に、すれ違い用前照灯（ロービーム）においては、発せられた光が対向車の交通の妨げになることを防ぐために、複雑な配光特性が要求される。そこで、特許文献３に記載されているように、光源の前方に遮光板を配し、光源からの光の一部を遮ることで、要求される配光特性を実現していた。   In particular, in the headlight for passing (low beam), a complicated light distribution characteristic is required in order to prevent the emitted light from obstructing the traffic of the oncoming vehicle. Therefore, as described in Patent Document 3, a required light distribution characteristic has been realized by arranging a light shielding plate in front of the light source and blocking part of the light from the light source.

また、特許文献４に記載の車両用前照灯では、複数の発光素子（蛍光体層を有する青色発光ダイオード）を、車両用配光パターンと略相似な配光パターンを有するように配置することで、上記配光特性を実現している。この発明では、一部の発光素子の形状を他の発光素子と異ならせたり、一部の発光素子の大きさを他の発光素子と異ならせたりすることにより所望の配光特性を実現している。   Moreover, in the vehicle headlamp described in Patent Document 4, a plurality of light emitting elements (blue light emitting diodes having a phosphor layer) are arranged so as to have a light distribution pattern substantially similar to the vehicle light distribution pattern. Thus, the above light distribution characteristic is realized. In the present invention, a desired light distribution characteristic is realized by making the shape of some light emitting elements different from other light emitting elements or making the size of some light emitting elements different from other light emitting elements. Yes.

また、特許文献５および６に記載の車両用前照灯では、励起光源としてのＬＥＤを、車両用配光パターンと略相似な配光パターンを示す発光面を有するように形成することにより、所望の配光特性を実現している。なお、これらの発明では、蛍光体層の形状とＬＥＤの発光面の形状とは一致していない。   Moreover, in the vehicle headlamps described in Patent Documents 5 and 6, the LED as the excitation light source is formed so as to have a light emitting surface that exhibits a light distribution pattern substantially similar to the vehicle light distribution pattern. The light distribution characteristics are realized. In these inventions, the shape of the phosphor layer does not match the shape of the light emitting surface of the LED.

また、ヘッドランプ以外の発光装置であって、所望の投影像を形成する投影装置として、特許文献７に記載のレーザビームサインおよび特許文献８に記載の投写型表示装置を挙げることができる。   Further, examples of a light emitting device other than a headlamp that forms a desired projection image include a laser beam sign described in Patent Document 7 and a projection display device described in Patent Document 8.

特許文献７に記載のレーザビームサインでは、半導体レーザから出射された可視光レーザを、矢印形状に開口した透光部を通して外部に照射することにより、矢印形状の投影像を形成している。   In the laser beam sign described in Patent Document 7, a projected image having an arrow shape is formed by irradiating a visible light laser emitted from a semiconductor laser to the outside through a translucent portion having an arrow shape.

また、特許文献８に記載の投写型表示装置では、ハロゲンランプなどの光源から出射された光を、液晶パネルユニットを通して外部に照射することにより、当該液晶パネルユニットの画像に対応した投影像を形成している。   Further, in the projection display device described in Patent Document 8, a projection image corresponding to an image of the liquid crystal panel unit is formed by irradiating light emitted from a light source such as a halogen lamp to the outside through the liquid crystal panel unit. doing.

このように、従来の投影装置では、ハロゲンランプ・水銀ランプなどの光源からの光を、画像または映像が記録されたスライドやフィルム、あるいは画像を表示させた液晶パネルなどを透過させることによってフィルタリングし、所望の投影像を得ていた。   As described above, in a conventional projection apparatus, light from a light source such as a halogen lamp or a mercury lamp is filtered through a slide or film on which an image or video is recorded, or a liquid crystal panel on which an image is displayed. The desired projection image was obtained.

特開２００５−１５００４１号公報（２００５年６月９日公開）JP 2005-150041 A (released on June 9, 2005) 特開２００３−２９５３１９号公報（２００３年１０月１５日公開）JP 2003-295319 A (published on October 15, 2003) 特開２００４−８７４３５号公報（２００４年３月１８日公開）Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2004-87435 (published on March 18, 2004) 特開２００５−８５５４８号（２００５年３月３１日公開）JP 2005-85548 A (published March 31, 2005) 特開２００５−８５５４９号（２００５年３月３１日公開）JP 2005-85549 A (published March 31, 2005) 特開２００５−８５８９５号（２００５年３月３１日公開）JP 2005-85895 (published March 31, 2005) 特開平８−２２７０１号公報（１９９６年１月２３日公開）JP-A-8-22701 (published on January 23, 1996) 特開平８−１１１１０７号公報（１９９６年４月３０日公開）Japanese Patent Laid-Open No. 8-111107 (published on April 30, 1996)

佐々木 勝、「白色ＬＥＤの自動車照明への応用」、応用物理学会誌、２００５年、第７４巻、第１１号、ｐ．１４６３―１４６６Masaru Sasaki, “Application of White LED to Automotive Lighting”, Journal of Applied Physics, 2005, Vol. 74, No. 11, p. 1463-1466

ところが、従来のヘッドランプでは、光源から発せられる光の一部を遮光板によって遮るため、光の利用効率が低下するという問題が生じる。また、従来の投影装置でも、光源からの光を、透光部材を透過させることによって投影像を形成しているため、透光部材を透過させることにより光のロスが生じ、光の利用効率が低下するという問題が生じる。   However, in the conventional headlamp, since a part of the light emitted from the light source is blocked by the light shielding plate, there is a problem that the light use efficiency is lowered. Further, even in the conventional projection apparatus, since the projection image is formed by transmitting the light from the light source through the translucent member, the light loss is caused by transmitting the translucent member, and the light use efficiency is improved. The problem of deteriorating arises.

また、特許文献４に記載の車両用前照灯では、複数の発光素子を配光パターンに対応する特定のパターンに配置する必要が生じるため、製造工程が複雑になるという問題が生じる。   Moreover, in the vehicle headlamp described in Patent Document 4, since it is necessary to arrange a plurality of light emitting elements in a specific pattern corresponding to the light distribution pattern, there arises a problem that the manufacturing process becomes complicated.

また、特許文献５〜６に記載の車両用前照灯では、励起光源としてのＬＥＤの形状を、車両用配光パターンと略相似な配光パターンを示すように成形する必要が生じるため、製造工程が複雑になるという問題が生じる。   Moreover, in the vehicle headlamps described in Patent Documents 5 to 6, it is necessary to shape the LED as an excitation light source so as to show a light distribution pattern substantially similar to the vehicle light distribution pattern. There arises a problem that the process becomes complicated.

また、特許文献４〜６に記載の車両用前照灯では、発光素子の配置または形状が複雑であるため、小さな発光素子を形成することは非常に困難である。特に、ＬＥＤの形状を配光パターンに対応する形状にするためには、ＬＥＤをある程度以上の大きさのものにせざるを得ない。そのため、配光パターンに対応する形状を有する小さなＬＥＤを形成することは困難である。それゆえ、小型化によって高輝度な前照灯を製造することは困難である。   Moreover, in the vehicle headlamps described in Patent Documents 4 to 6, since the arrangement or shape of the light emitting elements is complicated, it is very difficult to form a small light emitting element. In particular, in order to change the shape of the LED to a shape corresponding to the light distribution pattern, the LED must be made a certain size or larger. Therefore, it is difficult to form a small LED having a shape corresponding to the light distribution pattern. Therefore, it is difficult to manufacture a high-intensity headlamp by downsizing.

本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、その目的は、所望の形状の投影像を形成することが可能な発光部、および当該発光部の製造方法を提供することにある。   SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to provide a light emitting unit capable of forming a projection image having a desired shape and a method for manufacturing the light emitting unit. .

本発明の一態様に係る照明装置は、上記の課題を解決するために、所望の形状の投影像を形成する照明装置であって、励起光により発光する発光部を備え、上記発光部は、上記所望の形状に対応した形状を有する型に蛍光体を注入し、上記蛍光体を焼成することにより形成され、上記励起光を受光する受光面の全面にわたって上記励起光を照射されるように配置される。
In order to solve the above-described problem, an illumination device according to one embodiment of the present invention is a lighting device that forms a projection image having a desired shape, and includes a light-emitting unit that emits light using excitation light. It is formed by injecting a phosphor into a mold having a shape corresponding to the desired shape and firing the phosphor, and is arranged so that the entire surface of the light receiving surface that receives the excitation light is irradiated with the excitation light. Is done.

また、本発明の一態様に係る照明装置は、上記の課題を解決するために、所望の形状の投影像を形成する照明装置であって、励起光により発光する発光部を備え、上記発光部は、上記所望の形状に対応する形状となるように、蛍光体を含む液滴を吐出し、上記蛍光体を焼成することにより形成され、上記励起光を受光する受光面の全面にわたって上記励起光を照射されるように配置される。 In addition, an illumination device according to one embodiment of the present invention is an illumination device that forms a projection image having a desired shape in order to solve the above-described problem, and includes a light-emitting unit that emits light using excitation light. , like a shape corresponding to the desired shape, and discharging a droplet containing a fluorescent material is formed by firing the phosphor, the excitation light over the entire light receiving surface for receiving said excitation light It is arranged to be irradiated.

また、本発明の一態様に係る発光部は、所望の形状の投影像を形成する照明装置が備える発光部であって、上記所望の形状に対応した形状を有する型に蛍光体を注入することにより形成されたものである。   The light-emitting portion according to one embodiment of the present invention is a light-emitting portion included in a lighting device that forms a projection image having a desired shape, and injects a phosphor into a mold having a shape corresponding to the desired shape. Is formed.

また、本発明の一態様に係る発光部は、所望の形状の投影像を形成する照明装置が備える発光部であって、上記所望の形状に対応する形状となるように、蛍光体を含む液滴を吐出することにより形成されたものである。   The light-emitting portion according to one embodiment of the present invention is a light-emitting portion included in a lighting device that forms a projection image having a desired shape, and includes a liquid containing a phosphor so as to have a shape corresponding to the desired shape. It is formed by discharging droplets.

本発明の一態様に係る発光部の製造方法は、以上のように、所望の形状の投影像を形成することが可能な発光部を製造することを可能とする。   As described above, the method for manufacturing a light emitting unit according to one embodiment of the present invention makes it possible to manufacture a light emitting unit capable of forming a projection image having a desired shape.

また、本発明の一態様に係る発光部は、以上のように、所望の形状の投影像を形成することを可能とする。   In addition, the light-emitting portion according to one embodiment of the present invention can form a projection image having a desired shape as described above.

（ａ）は本発明の一実施形態に係るヘッドランプが備える発光部の形状を示す斜視図であり、（ｂ）は発光部のレーザ光照射面に対する出射端部の配置パターンを示す図である。(A) is a perspective view which shows the shape of the light emission part with which the headlamp which concerns on one Embodiment of this invention is provided, (b) is a figure which shows the arrangement pattern of the output edge part with respect to the laser beam irradiation surface of a light emission part. . 上記ヘッドランプの構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the said headlamp. 上記ヘッドランプが備える光ファイバーの出射端部と発光部との位置関係を示す図である。It is a figure which shows the positional relationship of the output end part and light emission part of an optical fiber with which the said headlamp is provided. 発光部の位置決め方法の変更例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the example of a change of the positioning method of a light emission part. 凸レンズ、遮光板および発光部の位置関係を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the positional relationship of a convex lens, a light-shielding plate, and a light emission part. （ａ）は自動車用のすれ違い用前照灯に要求される配光特性を示す図であり、（ｂ）は、すれ違い用前照灯の配光特性基準に規定された照度を示す図である。(A) is a figure which shows the light distribution characteristic requested | required of the headlight for passing for motor vehicles, (b) is a figure which shows the illumination intensity prescribed | regulated to the light distribution characteristic standard of the headlight for passing. . （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。(A) is a schematic diagram showing a circuit diagram of a semiconductor laser, and (b) is a perspective view showing a basic structure of the semiconductor laser. 本発明の別の形態に係るヘッドランプが備える半導体レーザの構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of the semiconductor laser with which the headlamp which concerns on another form of this invention is provided. 本発明の別の形態に係るヘッドランプが備える遮光部の形状を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the shape of the light-shielding part with which the headlamp which concerns on another form of this invention is provided. 上記ヘッドランプが備える発光部、遮光部および凸レンズの位置関係および光路を示す図である。It is a figure which shows the positional relationship and optical path of the light emission part with which the said headlamp is equipped, the light-shielding part, and a convex lens. （ａ）〜（ｃ）は、本発明のさらに別の形態に係るヘッドランプが備える発光部の形状、および当該発光部のレーザ光照射面に対する出射端部の配置パターンの一例を示す斜視図である。(A)-(c) is a perspective view which shows an example of the shape of the light emission part with which the headlamp which concerns on another form of this invention is provided, and the arrangement pattern of the output end part with respect to the laser beam irradiation surface of the said light emission part. is there. 本発明の一形態に係る投影装置の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the projection apparatus which concerns on one form of this invention. 上記投影装置が備える発光部の構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of the light emission part with which the said projector is provided. 複数の発光部を、１つの遮光部にはめ込む構成を示す図である。It is a figure which shows the structure which inserts a several light emission part in one light-shielding part. （ａ）および（ｂ）は、発光部の製造方法を説明するための図である。(A) And (b) is a figure for demonstrating the manufacturing method of a light emission part. 発光部の別の製造方法を示す図である。It is a figure which shows another manufacturing method of a light emission part. 発光部としての描画パターンの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the drawing pattern as a light emission part. 半導体レーザおよび導光部の変更例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the example of a change of a semiconductor laser and a light guide part.

〔実施の形態１〕
本発明の実施の一形態について図１〜図７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、自動車用のすれ違い用前照灯であるヘッドランプ１を例に挙げて説明する。ただし、本発明の照明装置は、配光特性基準が示されている照明装置であれば、自動車以外の車両のヘッドランプ（車両用前照灯）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。 [Embodiment 1]
An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. Here, as an example of the illumination device of the present invention, a headlamp 1 that is a headlight for passing for an automobile will be described as an example. However, the illumination device of the present invention may be realized as a headlamp (vehicle headlamp) for a vehicle other than an automobile, as long as the light distribution characteristic standard is indicated, or other illumination device It may be realized as.

（ヘッドランプ１の構成）
図２は、プロジェクタ型のヘッドランプであるヘッドランプ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（励起光源）２、非球面レンズ４、光ファイバー（導光部）５、フェルール（保持部）６、発光部７、反射鏡８、透明板９、ハウジング１０、エクステンション１１、レンズ１２、遮光板（遮光部）１３、凸レンズ１４およびレンズホルダ１６を備えている。半導体レーザアレイ２、光ファイバー５、フェルール６および発光部７によって発光装置の基本構造が形成されている。なお、ヘッドランプ１は、プロジェクタ型のヘッドランプであるため、凸レンズ１４を備えている。その他のタイプのヘッドランプ（例えば、セミシールドビームヘッドランプ）に本発明を適用してもよく、その場合には凸レンズ１４を省略できる。 (Configuration of headlamp 1)
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a configuration of a headlamp 1 that is a projector-type headlamp. As shown in the figure, the headlamp 1 includes a semiconductor laser array (excitation light source) 2, an aspheric lens 4, an optical fiber (light guide part) 5, a ferrule (holding part) 6, a light emitting part 7, a reflecting mirror 8, and a transparent A plate 9, a housing 10, an extension 11, a lens 12, a light shielding plate (light shielding portion) 13, a convex lens 14, and a lens holder 16 are provided. The semiconductor laser array 2, the optical fiber 5, the ferrule 6 and the light emitting unit 7 form a basic structure of the light emitting device. Since the headlamp 1 is a projector-type headlamp, the headlamp 1 includes a convex lens 14. The present invention may be applied to other types of headlamps (for example, semi-shielded beam headlamps), in which case the convex lens 14 can be omitted.

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（半導体レーザ素子）３を基板上に備えるものである。半導体レーザ３のそれぞれからレーザ光が発振される。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。しかし、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を用いることが好ましい。   The semiconductor laser array 2 functions as an excitation light source that emits excitation light, and includes a plurality of semiconductor lasers (semiconductor laser elements) 3 on a substrate. Laser light is oscillated from each of the semiconductor lasers 3. It is not always necessary to use a plurality of semiconductor lasers 3 as the excitation light source, and only one semiconductor laser 3 may be used. However, in order to obtain a high-power laser beam, it is preferable to use a plurality of semiconductor lasers 3.

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。   The semiconductor laser 3 has one light emitting point in one chip, for example, oscillates a laser beam of 405 nm (blue violet), has an output of 1.0 W, an operating voltage of 5 V, and a current of 0.6 A. It is enclosed in a package with a diameter of 5.6 mm. The laser light oscillated by the semiconductor laser 3 is not limited to 405 nm, and may be any laser light having a peak wavelength in a wavelength range of 380 nm to 470 nm.

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。   If a high-quality short-wavelength semiconductor laser that oscillates laser light having a wavelength smaller than 380 nm can be manufactured, the laser light having a wavelength smaller than 380 nm is oscillated as the semiconductor laser 3 of the present embodiment. It is also possible to use a semiconductor laser designed as described above.

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。   The aspherical lens 4 is a lens for causing laser light (excitation light) oscillated from the semiconductor laser 3 to enter an incident end 5 b that is one end of the optical fiber 5. For example, as the aspheric lens 4, FLKN1 405 manufactured by Alps Electric can be used. The shape and material of the aspherical lens 4 are not particularly limited as long as the lens has the above function, but it is preferably a material having a high transmittance near 405 nm and a good heat resistance.

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（受光面）７ａ（図３参照）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。換言すれば、複数の出射端部５ａは、発光部７の互いに異なる部分に対してレーザ光を出射する。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、僅かに間隔を置いて配置されてもよい。   The optical fiber 5 is a light guide member that guides the laser light oscillated by the semiconductor laser 3 to the light emitting unit 7 and is a bundle of a plurality of optical fibers. The optical fiber 5 has a plurality of incident end portions 5b that receive the laser light and a plurality of emission end portions 5a that emit the laser light incident from the incident end portion 5b. The plurality of emission end portions 5 a emit laser beams to different regions on the laser beam irradiation surface (light receiving surface) 7 a (see FIG. 3) of the light emitting unit 7. In other words, the plurality of emission end portions 5 a emit laser beams to different portions of the light emitting unit 7. The emission end portion 5a may be in contact with the laser light irradiation surface 7a or may be disposed at a slight interval.

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。   The optical fiber 5 has a two-layer structure in which an inner core is covered with a clad having a refractive index lower than that of the core. The core is mainly composed of quartz glass (silicon oxide) having almost no absorption loss of laser light, and the clad is composed mainly of quartz glass or a synthetic resin material having a refractive index lower than that of the core. . For example, the optical fiber 5 is made of quartz having a core diameter of 200 μm, a cladding diameter of 240 μm, and a numerical aperture NA of 0.22. However, the structure, thickness, and material of the optical fiber 5 are limited to those described above. Instead, the cross section perpendicular to the long axis direction of the optical fiber 5 may be rectangular.

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。この導光部材は、半導体レーザ３が発振したレーザ光を受け取る少なくとも１つの入射端部と当該入射端部から入射したレーザ光を出射する複数の出射端部とを有するものであればよい。例えば、少なくとも１つの入射端部を有する入射部、および複数の出射端部を有する出射部を光ファイバーとは別の部材として形成し、これら入射部および出射部を光ファイバーの両端部に接続してもよい。   In addition, you may use what combined members other than an optical fiber, or an optical fiber and another member as a light guide member. The light guide member only needs to have at least one incident end that receives laser light oscillated by the semiconductor laser 3 and a plurality of emission ends that emit laser light incident from the incident end. For example, an incident part having at least one incident end part and an emitting part having a plurality of outgoing end parts may be formed as members different from the optical fiber, and the incident part and the outgoing part may be connected to both ends of the optical fiber. Good.

図３は、出射端部５ａと発光部７との位置関係を示す図である。同図に示すように、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７ａ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。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。なお、図３では、便宜上、出射端部５ａを３つ示しているが、出射端部５ａの数は３つに限定されない。出射端部５ａの数および配置様式の詳細については後述する。   FIG. 3 is a diagram showing a positional relationship between the emission end portion 5a and the light emitting portion 7. As shown in FIG. As shown in the figure, the ferrule 6 holds a plurality of emission end portions 5 a of the optical fiber 5 in a predetermined pattern with respect to the laser light irradiation surface 7 a of the light emitting unit 7. The ferrule 6 may be formed with holes for inserting the emission end portion 5a in a predetermined pattern, and can be separated into an upper part and a lower part, and is formed on the upper and lower joint surfaces, respectively. The exit end portion 5a may be sandwiched by a groove. The material of the ferrule 6 is not specifically limited, For example, it is stainless steel. In FIG. 3, for convenience, three exit end portions 5a are shown, but the number of exit end portions 5a is not limited to three. Details of the number and arrangement of the emission end portions 5a will be described later.

発光部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。   The light emitting section 7 emits light upon receiving the laser light emitted from the emission end 5a, and includes a phosphor that emits light upon receiving the laser light. Specifically, the light emitting unit 7 is a phosphor in which a phosphor is dispersed inside a silicone resin as a phosphor holding substance. The ratio of silicone resin to phosphor is about 10: 1. In addition, the light emitting unit 7 may be formed by pressing a fluorescent material. The phosphor holding substance is not limited to silicone resin, and may be so-called organic-inorganic hybrid glass or inorganic glass.

上記蛍光体は、酸窒化物系のものであり、青色、緑色および赤色の蛍光体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。   The phosphor is of an oxynitride type, and blue, green and red phosphors are dispersed in a silicone resin. Since the semiconductor laser 3 oscillates 405 nm (blue-violet) laser light, white light is generated when the light emitting unit 7 is irradiated with the laser light. Therefore, it can be said that the light emitting portion 7 is a wavelength conversion material.

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。換言すれば、半導体レーザ３は、４４０ｎｍ以上４９０ｎｍ以下の波長範囲にピーク波長を有する励起光を出射してもよく、この場合、白色光を生成するための発光部の材料（蛍光体材料）を容易に選定および製造できる。なお、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。   The semiconductor laser 3 may oscillate a 450 nm (blue) laser beam (or a so-called “blue” laser beam having a peak wavelength in a wavelength range of 440 nm to 490 nm). The phosphor is a yellow phosphor or a mixture of a green phosphor and a red phosphor. In other words, the semiconductor laser 3 may emit excitation light having a peak wavelength in the wavelength range of 440 nm or more and 490 nm or less. In this case, the light emitting part material (phosphor material) for generating white light is used. Easy to select and manufacture. The yellow phosphor is a phosphor that emits light having a peak wavelength in a wavelength range of 560 nm to 590 nm. The green phosphor is a phosphor that emits light having a peak wavelength in a wavelength range of 510 nm or more and 560 nm or less. The red phosphor is a phosphor that emits light having a peak wavelength in a wavelength range of 600 nm to 680 nm.

上記蛍光体は、サイアロン蛍光体と通称されるものが好ましい。サイアロンとは、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。サイアロン蛍光体は、窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）にアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、シリカ（ＳｉＯ２）および希土類元素などを固溶させて作ることができる。 The phosphor is preferably a so-called sialon phosphor. Sialon is a substance in which a part of silicon atoms in silicon nitride is replaced with aluminum atoms and a part of nitrogen atoms is replaced with oxygen atoms. The sialon phosphor can be made by dissolving alumina (Al 2 O 3 ), silica (SiO 2 ), rare earth elements, and the like in silicon nitride (Si 3 N 4 ).

蛍光体の別の好適な例としては、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体のナノメータサイズの粒子を用いた半導体ナノ粒子蛍光体を例示することができる。   As another suitable example of the phosphor, a semiconductor nanoparticle phosphor using nanometer-sized particles of a III-V compound semiconductor can be exemplified.

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）。   One of the features of semiconductor nanoparticle phosphors is that even if the same compound semiconductor (for example, indium phosphorus: InP) is used, the emission color is changed by the quantum size effect by changing the particle diameter to nanometer size. It is a point that can be. For example, InP emits red light when the particle size is about 3 to 4 nm (here, the particle size was evaluated with a transmission electron microscope (TEM)).

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。   In addition, since this semiconductor nanoparticle phosphor is semiconductor-based, it has a short fluorescence lifetime and can emit the excitation light power as fluorescence quickly, so that it is highly resistant to high-power excitation light. This is because the emission lifetime of the semiconductor nanoparticle phosphor is about 10 nanoseconds, which is five orders of magnitude smaller than that of a normal phosphor material having a rare earth as the emission center.

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。   Furthermore, as described above, since the emission lifetime is short, the absorption of the laser beam and the emission of the phosphor can be quickly repeated. As a result, high efficiency can be maintained with respect to strong laser light, and heat generation from the phosphor can be reduced.

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（基本構造のついては後述）の寿命が短くなるのをより抑制することができる。   Therefore, it is possible to further suppress the deterioration (discoloration or deformation) of the light emitting unit 7 due to heat. Thereby, when using the light emitting element with a high light output as a light source, it can suppress more that the lifetime of a light-emitting device (it mentions later about a basic structure) becomes short.

また、発光部７は、後述する反射鏡８の第１焦点の近傍に配置され、図２に示すように、透明板９の内側（出射端部５ａが位置する側）の面において、出射端部５ａと対向する位置に固定されている。発光部７の位置の固定方法は、この方法に限定されず、反射鏡８から延出する棒状または筒状の部材によって発光部７の位置を固定してもよい。   Further, the light emitting section 7 is disposed in the vicinity of a first focal point of a reflecting mirror 8 to be described later. As shown in FIG. 2, the light emitting section 7 is disposed on the inner surface of the transparent plate 9 (on the side where the light emitting end section 5a is located). It is fixed at a position facing the portion 5a. The method for fixing the position of the light emitting unit 7 is not limited to this method, and the position of the light emitting unit 7 may be fixed by a rod-like or cylindrical member extending from the reflecting mirror 8.

図４は、発光部７の位置決め方法の変更例を示す断面図である。同図に示すように、反射鏡８の中心部を貫いて延びる筒状部１５の先端に発光部７を固定してもよい。この場合には、筒状部１５の内部に光ファイバー５の出射端部５ａを通すことができる。また、この構成において透明板９を省略することも可能である。   FIG. 4 is a cross-sectional view showing a modified example of the positioning method of the light emitting unit 7. As shown in the figure, the light emitting section 7 may be fixed to the tip of a cylindrical section 15 extending through the center of the reflecting mirror 8. In this case, the emission end portion 5 a of the optical fiber 5 can be passed through the cylindrical portion 15. Further, in this configuration, the transparent plate 9 can be omitted.

反射鏡８は、例えば、金属薄膜がその表面に形成された部材であり、発光部７から出射した光を反射することにより、当該光をその焦点に収束させる。ヘッドランプ１は、プロジェクタ型のヘッドランプであるため、反射鏡８は、楕円を基本形状とするものである。反射鏡８には、第１焦点と第２焦点とが存在し、第２焦点は、第１焦点よりも反射鏡８の開口部に近い位置に存在している。後述する凸レンズ１４は、その焦点が第２焦点の近傍に位置するように配置されており、反射鏡８によって第２焦点に収束された光を前方に投射する。   The reflecting mirror 8 is a member having, for example, a metal thin film formed on the surface thereof, and reflects the light emitted from the light emitting unit 7 so as to converge the light at its focal point. Since the headlamp 1 is a projector-type headlamp, the reflecting mirror 8 has an elliptical basic shape. The reflecting mirror 8 has a first focal point and a second focal point, and the second focal point is located closer to the opening of the reflecting mirror 8 than the first focal point. The convex lens 14 to be described later is arranged so that its focal point is located in the vicinity of the second focal point, and projects the light converged to the second focal point by the reflecting mirror 8 forward.

透明板９は、反射鏡８の開口部を覆う透明な樹脂板であり、発光部７を保持している。なお、透明板９として樹脂板以外に無機ガラス板等も使用できる。透明板９以外の部材によって発光部７を保持する場合には、透明板９を省略することができる。   The transparent plate 9 is a transparent resin plate that covers the opening of the reflecting mirror 8, and holds the light emitting unit 7. In addition to the resin plate, an inorganic glass plate or the like can be used as the transparent plate 9. When the light emitting unit 7 is held by a member other than the transparent plate 9, the transparent plate 9 can be omitted.

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。また、半導体レーザ３は、故障する可能性があるため、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。   The housing 10 forms the main body of the headlamp 1 and houses the reflecting mirror 8 and the like. The optical fiber 5 passes through the housing 10, and the semiconductor laser array 2 is installed outside the housing 10. The semiconductor laser array 2 generates heat when the laser light is oscillated, but the semiconductor laser array 2 can be efficiently cooled by being installed outside the housing 10. Moreover, since the semiconductor laser 3 may break down, it is preferable to install it at a position where it can be easily replaced. If these points are not taken into consideration, the semiconductor laser array 2 may be accommodated in the housing 10.

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。   The extension 11 is provided on the front side of the reflecting mirror 8 to improve the appearance by concealing the internal structure of the headlamp 1 and enhance the sense of unity between the reflecting mirror 8 and the vehicle body. The extension 11 is also a member having a metal thin film formed on the surface thereof, like the reflecting mirror 8.

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が発した光は、レンズ１２を通ってヘッドランプ１の前方へ出射される。   The lens 12 is provided in the opening of the housing 10 and seals the headlamp 1. The light emitted from the light emitting unit 7 is emitted to the front of the headlamp 1 through the lens 12.

図５は、凸レンズ１４、遮光板１３および発光部７の位置関係を示す斜視図である。凸レンズ１４は、発光部７から出射された光を集光し、集光した光をヘッドランプ１の前方へ投影する。凸レンズ１４の焦点は、反射鏡８の第２焦点の近傍であり、その光軸は、発光部７が有する発光面７ｂのほぼ中央に位置している。この凸レンズ１４は、レンズホルダ１６によって保持され、反射鏡８に対する相対位置が規定されている。   FIG. 5 is a perspective view showing a positional relationship among the convex lens 14, the light shielding plate 13, and the light emitting unit 7. The convex lens 14 collects the light emitted from the light emitting unit 7 and projects the collected light to the front of the headlamp 1. The focal point of the convex lens 14 is in the vicinity of the second focal point of the reflecting mirror 8, and its optical axis is located substantially at the center of the light emitting surface 7 b of the light emitting unit 7. The convex lens 14 is held by a lens holder 16 and a relative position with respect to the reflecting mirror 8 is defined.

遮光板１３は、発光部７から出射される光の一部および反射鏡８に反射した光の一部を遮ることにより、当該光が到達する領域を制限する。換言すれば、遮光板１３は、発光部７から出射される光の投影像の一部の形状を規定する。この遮光板１３は、反射鏡８の第２焦点の近傍に配置される。   The light shielding plate 13 limits a region where the light reaches by blocking a part of the light emitted from the light emitting unit 7 and a part of the light reflected by the reflecting mirror 8. In other words, the light shielding plate 13 defines the shape of a part of the projected image of the light emitted from the light emitting unit 7. The light shielding plate 13 is disposed in the vicinity of the second focal point of the reflecting mirror 8.

ここで、遮光板１３を設ける意義について説明する。後述するように発光部７は、配光特性基準が規定する明領域を効率良く照らすことができる形状を有している。発光部７の大きさが無限に小さく、その発光部７が凸レンズ１４の光軸に位置していれば、発光部７の発光面７ｂから出射された光の投影像は、発光面７ｂの形状と一致する。しかし、発光部７は大きさを有しているため、凸レンズ１４の光軸から離れた部分に関しては、その投影像がぼやけてしまう。その結果、発光部７から出射した光の一部が、上記明領域外の領域に照射されてしまう可能性がある。また、発光部７からの光が反射鏡８に反射することによって生じる反射光の一部は、発光部７の形状にかかわらず、明領域以外の領域に照射されてしまう可能性がある。これらの理由により、遮光板１３を設けることが好ましい。遮光板１３と発光部７との位置関係の詳細については、後述する。   Here, the significance of providing the light shielding plate 13 will be described. As will be described later, the light emitting unit 7 has a shape that can efficiently illuminate a bright region defined by the light distribution characteristic standard. If the size of the light emitting unit 7 is infinitely small and the light emitting unit 7 is located on the optical axis of the convex lens 14, the projected image of the light emitted from the light emitting surface 7b of the light emitting unit 7 is the shape of the light emitting surface 7b. Matches. However, since the light emitting unit 7 has a size, the projected image of the portion away from the optical axis of the convex lens 14 is blurred. As a result, a part of the light emitted from the light emitting unit 7 may be irradiated to an area outside the bright area. In addition, a part of the reflected light generated when the light from the light emitting unit 7 is reflected by the reflecting mirror 8 may be irradiated to a region other than the bright region regardless of the shape of the light emitting unit 7. For these reasons, it is preferable to provide the light shielding plate 13. Details of the positional relationship between the light shielding plate 13 and the light emitting unit 7 will be described later.

（ヘッドランプ１に要求される配光特性）
次に、図６を参照しながら、自動車用のすれ違い用前照灯に要求される配光特性について説明する。 (Light distribution characteristics required for the headlamp 1)
Next, with reference to FIG. 6, the light distribution characteristics required for a vehicle headlight will be described.

図６（ａ）は、自動車用のすれ違い用前照灯に要求される配光特性を示す図である（道路運送車両の保安基準の細目を定める告示〔２００８.１０．１５〕別添５１（前照灯の装置形式指定基準）より抜粋）。この図は、自動車の前方２５ｍの位置に垂直に設置したスクリーンにすれ違い用前照灯からの光を照射した場合の、上記スクリーンに投影される光の像を示している。   FIG. 6 (a) is a diagram showing the light distribution characteristics required for a vehicle headlight (notification [2008.10.15], Annex 51) that defines the details of safety standards for road transport vehicles. Excerpt from headlamp device type specification criteria). This figure shows an image of light projected on the screen when light from a passing headlamp is irradiated on a screen installed vertically at a position 25 m ahead of the automobile.

図６（ａ）において、ゾーンＩとは、水平方向の基準直線である直線ｈｈの下方７５０ｍｍに位置する水平直線より下方の領域である。このゾーンＩの任意の点では、０．８６Ｄ−１．７２Ｌの点における実測値の２倍以下の照度であることが求められる。   In FIG. 6A, the zone I is a region below the horizontal straight line located 750 mm below the straight line hh that is a horizontal reference straight line. At an arbitrary point in the zone I, it is required that the illuminance is not more than twice the actual measurement value at the point of 0.86D-1.72L.

ゾーンＩＩＩとは、白抜きの領域（明領域と称する）よりも上方の領域である。このゾーンＩＩＩの任意の点では０．８５ｌｘ（ルクス）以下あることが求められている。つまり、このゾーンＩＩＩは、光線が他の交通の妨げとならないように、所定の照度以下に照度を抑えることが求められている領域（暗領域）である。このゾーンＩＩＩと明領域との境界線は、直線ｈｈに対して１５度の角度をなす直線２１、および直線ｈｈに対して４５度の角度をなす直線２２を含んでいる。   Zone III is an area above a white area (referred to as a bright area). At any point in the zone III, 0.85 lx (lux) or less is required. That is, this zone III is a region (dark region) where it is required to suppress the illuminance below a predetermined illuminance so that the light beam does not interfere with other traffic. The boundary line between the zone III and the bright region includes a straight line 21 that forms an angle of 15 degrees with respect to the straight line hh and a straight line 22 that forms an angle of 45 degrees with respect to the straight line hh.

ゾーンＩＶとは、直線ｈｈの下方３７５ｍｍに位置する水平直線、直線ｈｈの下方７５０ｍｍに位置する水平直線および垂直方向の基準直線である直線ＶＶの左右２２５０ｍｍに位置する２本の鉛直直線の計４直線で囲まれる領域である。このゾーンＩＶの任意の点では３ｌｘ以上の照度であることが求められる。つまりゾーンＩＶは、ゾーンＩとゾーンＩＩＩとの間の領域である明領域のうちの、より明るい領域である。   The zone IV is a total of 4 horizontal straight lines located 375 mm below the straight line hh, horizontal straight lines located 750 mm below the straight line hh, and two vertical straight lines located 2250 mm to the left and right of the straight line VV which is the vertical reference straight line. It is an area surrounded by a straight line. It is required that the illuminance is 3 lx or more at an arbitrary point in the zone IV. That is, the zone IV is a brighter region among the bright regions that are regions between the zone I and the zone III.

図６（ｂ）は、すれ違い用前照灯の配光特性基準に規定された照度を示す図である。同図に示すように、点０．６Ｄ−１．３Ｌおよび点０．８６Ｄ−１．７２Ｌの２点においては、周囲よりも高い照度が要求される。これら２点は自車の真正面付近に相当し、これら２点では夜間でも進行方向にある障害物等を確認できることが求められている。   FIG. 6B is a diagram showing the illuminance defined by the light distribution characteristic standard of the passing headlamp. As shown in the figure, at two points of point 0.6D-1.3L and point 0.86D-1.72L, higher illuminance is required than the surroundings. These two points correspond to the vicinity in front of the host vehicle, and these two points are required to be able to confirm obstacles in the traveling direction even at night.

（発光部７の形状）
図１（ａ）は、発光部７の形状を示す斜視図であり、図１（ｂ）は、発光部７のレーザ光照射面７ａに対する出射端部５ａの配置パターンを示す図である。 (Shape of the light emitting part 7)
FIG. 1A is a perspective view showing the shape of the light emitting unit 7, and FIG. 1B is a diagram showing an arrangement pattern of the emission end 5 a with respect to the laser light irradiation surface 7 a of the light emitting unit 7.

発光部７は、図１（ａ）に示すように、例えば、３ｍｍ×１ｍｍ×１ｍｍの直方体の一部を削ったものである。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７ａの面積は、３ｍｍ２よりも小さい。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、レーザ光の反射を制御するためには、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。 As shown in FIG. 1A, the light emitting unit 7 is obtained by cutting a part of a rectangular parallelepiped of 3 mm × 1 mm × 1 mm, for example. In this case, the area of the laser light irradiation surface 7a that receives the laser light from the semiconductor laser 3 is smaller than 3 mm 2 . The laser light irradiation surface 7a is not necessarily a flat surface, and may be a curved surface. However, in order to control the reflection of the laser beam, the laser beam irradiation surface 7a is preferably a plane perpendicular to the optical axis of the laser beam.

発光部７は、レーザ光照射面７ａとは反対側に位置する発光面７ｂを備えている。この発光面７ｂの外縁の一部は、図６（ａ）に示した暗領域（ゾーンＩＩＩ）の形状に対応した切り欠き形状を有している。   The light emitting unit 7 includes a light emitting surface 7b located on the opposite side to the laser light irradiation surface 7a. A part of the outer edge of the light emitting surface 7b has a notch shape corresponding to the shape of the dark region (zone III) shown in FIG.

より詳細には、図１（ａ）および図５に示すように、発光面７ｂの外縁は、その長軸と１５度の角度をなす斜辺７１および上記長軸と４５度の角度をなす斜辺７２を有している。斜辺７１は、図６（ａ）に示す直線２１に対応しており、斜辺７２は、直線２２に対応している。このように、発光面７ｂの外縁の形状は、暗領域の形状に対応した２つの斜辺７１および７２を有しており、これら２つの斜辺７１・７２は、発光面７ｂの長軸方向に対して互いに異なる角度をなしている。   More specifically, as shown in FIGS. 1 (a) and 5, the outer edge of the light emitting surface 7b includes a hypotenuse 71 that forms an angle of 15 degrees with the major axis and a hypotenuse 72 that forms an angle of 45 degrees with the major axis. have. The hypotenuse 71 corresponds to the straight line 21 shown in FIG. 6A, and the hypotenuse 72 corresponds to the straight line 22. Thus, the shape of the outer edge of the light emitting surface 7b has two oblique sides 71 and 72 corresponding to the shape of the dark region, and these two oblique sides 71 and 72 are in the major axis direction of the light emitting surface 7b. Are at different angles.

別の観点から表現すれば、図５に示すように、発光面は７ｂ、その長軸方向における第１端部７３と、長軸方向において第１端部７３とは反対側に位置する第２端部７４とを有している。そして、第１端部７３の、上記長軸方向に対して垂直な短軸方向における幅は、第２端部７４の上記短軸方向における幅よりも広い。   From another point of view, as shown in FIG. 5, the light emitting surface is 7b, the first end 73 in the major axis direction, and the second end located on the opposite side of the first end 73 in the major axis direction. And an end 74. The width of the first end 73 in the minor axis direction perpendicular to the major axis direction is wider than the width of the second end 74 in the minor axis direction.

発光面７ｂをこのような形状にすることにより、配光特性基準が規定する明領域の形状に対応した光線束を出射することができる。換言すれば、暗領域を照らす光線束を発光部７から出射しないようにすることができる。それゆえ、従来の構成よりも光の利用効率を高めることができる。   By forming the light emitting surface 7b in such a shape, a light beam corresponding to the shape of the bright region defined by the light distribution characteristic standard can be emitted. In other words, it is possible to prevent the light beam that illuminates the dark region from being emitted from the light emitting unit 7. Therefore, the light use efficiency can be increased as compared with the conventional configuration.

（発光部７の成形方法）
発光部７は、半導体レーザ３とは分離しているため、半導体レーザ３とは独立に成形される。そのため、半導体レーザ３の大きさおよび形状とは無関係に発光部７の形状を所望の形状に規定できる。そのため、発光部７の設計自由度は非常に高く、発光部７を小型化することが容易である。発光部７を小型化すれば、ヘッドランプ１の輝度を高めることができる。 (Method for forming light emitting portion 7)
Since the light emitting unit 7 is separated from the semiconductor laser 3, the light emitting unit 7 is formed independently of the semiconductor laser 3. Therefore, the shape of the light emitting unit 7 can be defined to a desired shape regardless of the size and shape of the semiconductor laser 3. Therefore, the design freedom of the light emitting unit 7 is very high, and it is easy to reduce the size of the light emitting unit 7. If the light emitting unit 7 is downsized, the luminance of the headlamp 1 can be increased.

発光部７を上述の形状とするために、直方体である発光部７を物理的または化学的に削り、暗領域の形状に対応する切り欠き部を形成してもよい。また、発光部７の形状を規定する鋳型（金型）に、蛍光体を含む樹脂を流し込んで発光部７を成形してもよい。   In order to make the light emitting part 7 have the above-described shape, the light emitting part 7 that is a rectangular parallelepiped may be physically or chemically shaved to form a notch corresponding to the shape of the dark region. Alternatively, the light emitting unit 7 may be formed by pouring a resin containing a phosphor into a mold (mold) that defines the shape of the light emitting unit 7.

（発光部７と遮光板１３との位置関係）
次に、発光部７と遮光板１３の位置関係について図５を参照しつつ説明する。同図に示すように、発光部７、遮光板１３および凸レンズ１４は、この順番で並んでおり、発光部７の発光面７ｂは、凸レンズ１４と対向している。発光面７ｂから出射した光は、遮光板１３によりその一部が遮られた後、凸レンズ１４に到達する。光が凸レンズ１４を通過すると当該光の像の上下左右が逆転するため、発光面７ｂから出射され、凸レンズ１４を通過した光は、図６（ａ）に示した像に対応する形状の投影像を形成する。 (Positional relationship between the light emitting unit 7 and the light shielding plate 13)
Next, the positional relationship between the light emitting unit 7 and the light shielding plate 13 will be described with reference to FIG. As shown in the figure, the light emitting unit 7, the light shielding plate 13 and the convex lens 14 are arranged in this order, and the light emitting surface 7 b of the light emitting unit 7 faces the convex lens 14. A part of the light emitted from the light emitting surface 7 b is blocked by the light shielding plate 13 and then reaches the convex lens 14. When light passes through the convex lens 14, the image of the light is reversed vertically and horizontally, so that the light emitted from the light emitting surface 7 b and passed through the convex lens 14 is a projected image having a shape corresponding to the image shown in FIG. Form.

遮光板１３の、発光部７と対向する面の外縁は、発光面７ｂの斜辺７１に対応する斜辺４１、および発光面７ｂの斜辺７２に対応する斜辺４２を有している。発光面７ｂは、凸レンズ１４の光軸に対してほぼ垂直に配置されており、遮光板１３の最も広い面は、発光面７ｂに対して平行に配置されている。そして、凸レンズ１４の光軸方向から見た場合に、斜辺７１と斜辺４１と、および斜辺７２と斜辺４２とが僅かに重なるか、または隣接するように発光部７と遮光板１３とが配置されている。   The outer edge of the surface of the light shielding plate 13 facing the light emitting portion 7 has a hypotenuse 41 corresponding to the hypotenuse 71 of the light emitting surface 7b and a hypotenuse 42 corresponding to the hypotenuse 72 of the light emitting surface 7b. The light emitting surface 7b is disposed substantially perpendicular to the optical axis of the convex lens 14, and the widest surface of the light shielding plate 13 is disposed in parallel to the light emitting surface 7b. When viewed from the optical axis direction of the convex lens 14, the light emitting section 7 and the light shielding plate 13 are arranged so that the hypotenuse 71 and the hypotenuse 41 and the hypotenuse 72 and the hypotenuse 42 are slightly overlapped or adjacent to each other. ing.

この構成により、発光面７ｂから出射される光線束の一部を遮光板１３で遮ることにより、当該光線束によって形成される投影像を、配光特性基準が規定する明領域の形状により確実に近づけることができる。   With this configuration, a part of the light beam emitted from the light emitting surface 7b is blocked by the light shielding plate 13, so that the projected image formed by the light beam can be reliably obtained by the shape of the bright region defined by the light distribution characteristic standard. You can get closer.

（出射端部５ａの配置様式）
図１（ｂ）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７ａに対して配置するパターンの一例を示す図である。同図では、出射端部５ａがレーザ光照射面７ａに接触している（または対向している）位置を円で示している。複数の出射端部５ａは、レーザ光照射面７ａに対して所定のパターンで配列されている。例えば、複数の出射端部５ａをレーザ光照射面７ａの全面にわたってほぼ均等に配置することにより、発光部７を効率良く励起することができる。 (Arrangement style of emission end 5a)
FIG. 1B is a diagram illustrating an example of a pattern in which a plurality of emission end portions 5 a of the optical fiber 5 are arranged with respect to the laser light irradiation surface 7 a of the light emitting unit 7. In the figure, the position where the emission end portion 5a is in contact with (or is opposed to) the laser beam irradiation surface 7a is indicated by a circle. The plurality of emission end portions 5a are arranged in a predetermined pattern with respect to the laser light irradiation surface 7a. For example, the light emitting portion 7 can be excited efficiently by arranging the plurality of emission end portions 5a almost uniformly over the entire surface of the laser light irradiation surface 7a.

また、レーザ光照射面７ａの特定の部分（例えば、中央部）のみ出射端部５ａを密に配置してもよい。すなわち、レーザ光照射面７ａに対して配置された複数の出射端部５ａの密度は、レーザ光照射面７ａにおいて偏っていてもよい。この構成により、出射端部５ａの密度が高い部分が他の部分よりも強く光るため、図６（ｂ）を用いて説明した、点０．６Ｄ−１．３Ｌおよび点０．８６Ｄ−１．７２Ｌにおける照度を高めることができる。   Further, the emission end portions 5a may be densely arranged only in a specific portion (for example, the central portion) of the laser light irradiation surface 7a. That is, the density of the plurality of emission end portions 5a arranged with respect to the laser light irradiation surface 7a may be biased in the laser light irradiation surface 7a. With this configuration, the high density portion of the emission end portion 5a shines stronger than the other portions, so that the points 0.6D-1.3L and 0.86D-1. The illuminance at 72L can be increased.

（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７（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７（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１９、基板１８、クラッド層１１３、活性層１１１、クラッド層１１２、アノード電極１７がこの順に積層された構成である。 (Structure of semiconductor laser 3)
Next, the basic structure of the semiconductor laser 3 will be described. FIG. 7A schematically shows a circuit diagram of the semiconductor laser 3, and FIG. 7B is a perspective view showing a basic structure of the semiconductor laser 3. As shown in the figure, the semiconductor laser 3 has a configuration in which a cathode electrode 19, a substrate 18, a cladding layer 113, an active layer 111, a cladding layer 112, and an anode electrode 17 are laminated in this order.

基板１８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、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、ＣｒＯ２およびＣｅＯ２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。 The substrate 18 is a semiconductor substrate, and it is preferable to use GaN, sapphire, or SiC in order to obtain blue to ultraviolet excitation light for exciting the phosphor as in the present application. In general, as other examples of a substrate for a semiconductor laser, a group IV semiconductor represented by a group IV semiconductor such as Si, Ge and SiC, GaAs, GaP, InP, AlAs, GaN, InN, InSb, GaSb and AlN Group V compound semiconductors, Group II-VI compound semiconductors such as ZnTe, ZeSe, ZnS and ZnO, oxide insulators such as ZnO, Al 2 O 3 , SiO 2 , TiO 2 , CrO 2 and CeO 2 , and SiN Any material of the nitride insulator is used.

アノード電極１７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。   The anode electrode 17 is for injecting current into the active layer 111 through the cladding layer 112.

カソード電極１９は、基板１８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１７・カソード電極１９に順方向バイアスをかけて行う。   The cathode electrode 19 is for injecting current into the active layer 111 from the lower part of the substrate 18 through the clad layer 113. The current is injected by applying a forward bias to the anode electrode 17 and the cathode electrode 19.

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。   The active layer 111 has a structure sandwiched between the clad layer 113 and the clad layer 112.

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。   As the material for the active layer 111 and the cladding layer, a mixed crystal semiconductor made of AlInGaN is used to obtain blue to ultraviolet excitation light. Generally, a mixed crystal semiconductor mainly composed of Al, Ga, In, As, P, N, and Sb is used as an active layer / cladding layer of a semiconductor laser, and such a configuration may be used. Moreover, you may be comprised by II-VI group compound semiconductors, such as Zn, Mg, S, Se, Te, and ZnO.

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。   The active layer 111 is a region where light emission is caused by the injected current, and the emitted light is confined in the active layer 111 due to a difference in refractive index between the cladding layer 112 and the cladding layer 113.

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。   Further, the active layer 111 is formed with a front side cleaved surface 114 and a back side cleaved surface 115 provided to face each other in order to confine light amplified by stimulated emission, and the front side cleaved surface 114 and the back side cleaved surface 115. Plays the role of a mirror.

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、ある程度増幅されると、活性層１１１の表側へき開面１１４・裏側へき開面１１５のうちのどちらか一方（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。   However, unlike a mirror that completely reflects light, when a part of the light amplified by stimulated emission is amplified to some extent, either the front side cleavage surface 114 or the back side cleavage surface 115 of the active layer 111 is selected. (In this embodiment, it is emitted from the front side cleavage surface 114 for the sake of convenience) and becomes the excitation light L0. Note that the active layer 111 may form a multilayer quantum well structure.

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。   Note that a reflective film (not shown) for laser oscillation is formed on the back side cleaved surface 115 opposite to the front side cleaved surface 114, and the difference in reflectance between the front side cleaved surface 114 and the back side cleaved surface 115 is different. By providing, for example, most of the excitation light L0 can be emitted from the light emitting point 103 from the front-side cleavage surface 114 which is a low reflectance end face.

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１７及びカソード電極１９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。   The clad layer 113 and the clad layer 112 are made of n-type and p-type GaAs, GaP, InP, AlAs, GaN, InN, InSb, GaSb, and AlN group III-V compound semiconductors, and ZnTe, ZeSe. , ZnS, ZnO, and other II-VI group compound semiconductors, and by applying a forward bias to the anode electrode 17 and the cathode electrode 19, current can be injected into the active layer 111. It has become.

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。   As for film formation with each semiconductor layer such as the clad layer 113, the clad layer 112, and the active layer 111, MOCVD (metal organic chemical vapor deposition) method, MBE (molecular beam epitaxy) method, CVD (chemical vapor deposition) method. The film can be formed using a general film forming method such as a laser ablation method or a sputtering method. The film formation of each metal layer can be configured using a general film forming method such as a vacuum deposition method, a plating method, a laser ablation method, or a sputtering method.

（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。 (Light emission principle of the light emitting unit 7)
Next, the light emission principle of the phosphor by the laser light oscillated from the semiconductor laser 3 will be described.

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。   First, the laser light oscillated from the semiconductor laser 3 is irradiated onto the phosphor included in the light emitting unit 7, whereby electrons existing in the phosphor are excited from a low energy state to a high energy state (excited state).

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。   Since this excited state is unstable, the energy state of the electrons in the phosphor is changed to the original low energy state after a certain time (the energy state of the ground level or the level between the excited level and the ground level). Transition to a stable level energy state).

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。   In this way, the phosphors emit light when electrons excited to the high energy state transition to the low energy state.

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。   White light can be composed of a mixture of three colors that satisfy the principle of equal color, or a mixture of two colors that satisfy the relationship of complementary colors. Based on this principle, the color of the laser light emitted from the semiconductor laser and the phosphor White light can be generated by combining the color of emitted light as described above.

上述の半導体レーザ３を１０個設け、各半導体レーザ３から４０５ｎｍのレーザ光を受けた場合、発光部７から１５００ルーメンの光束が放射される。この場合の輝度は８０カンデラ／ｍｍ２である。 When ten semiconductor lasers 3 are provided and a laser beam of 405 nm is received from each of the semiconductor lasers 3, a luminous flux of 1500 lumen is emitted from the light emitting unit 7. The brightness in this case is 80 candela / mm 2 .

（ヘッドランプ１の効果）
以上のように、発光部７が有する発光面７ｂの外縁の一部は、自動車用のすれ違い用前照灯に要求される配光特性基準が規定する暗領域（ゾーンＩＩＩ）の形状に対応した切り欠き形状を有している。 (Effect of headlamp 1)
As described above, a part of the outer edge of the light emitting surface 7b of the light emitting unit 7 corresponds to the shape of the dark region (zone III) defined by the light distribution characteristic standard required for a vehicle headlight. It has a notch shape.

それゆえ、暗領域を照らさない光線束を発光面７ｂから出射することができ、遮光板によって光照射領域を限定していた従来の構成よりも、光の利用効率を高めることができる。   Therefore, the light bundle that does not illuminate the dark region can be emitted from the light emitting surface 7b, and the light use efficiency can be improved compared to the conventional configuration in which the light irradiation region is limited by the light shielding plate.

また、光ファイバー５の出射端部５ａから出射されるレーザ光の少なくとも一部は、発光部７のレーザ光照射面７ａにおける互いに異なる領域に対して照射される。換言すれば、複数の出射端部５ａからのレーザ光は、レーザ光照射面７ａに対して一箇所に集中することなく、２次元平面的に分散して、マイルドに照射される。   Further, at least a part of the laser light emitted from the emission end portion 5 a of the optical fiber 5 is irradiated to different regions on the laser light irradiation surface 7 a of the light emitting unit 7. In other words, the laser beams from the plurality of emission ends 5a are distributed in a two-dimensional plane without being concentrated at one place with respect to the laser beam irradiation surface 7a, and are irradiated mildly.

それゆえ、レーザ光が発光部７の一箇所に集中的に照射されることによって発光部７が著しく劣化する可能性を低減できる。このとき、発光部７から出射される光の光束を低下させずに発光部７の劣化を防止でき、すれ違い用前照灯に要求される輝度を実現しつつ、長寿命のヘッドランプを実現できる。   Therefore, it is possible to reduce the possibility that the light emitting unit 7 is significantly deteriorated by irradiating the light beam to one place of the light emitting unit 7 in a concentrated manner. At this time, it is possible to prevent deterioration of the light emitting unit 7 without lowering the luminous flux of the light emitted from the light emitting unit 7, and it is possible to realize a long-life headlamp while realizing the luminance required for the passing headlamp. .

さらに、発光部７が長寿命になることにより、発光部７を取り換えるための手間および費用を削減することができる。   Furthermore, since the light emitting unit 7 has a long life, it is possible to reduce labor and cost for replacing the light emitting unit 7.

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、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。   Moreover, since the optical fiber 5 has flexibility, the arrangement | positioning with respect to the laser beam irradiation surface 7a of the output end part 5a can be changed easily. Therefore, the emission end portion 5a can be arranged along the shape of the laser beam irradiation surface 7a, and the laser beam can be irradiated mildly over the entire surface of the laser beam irradiation surface 7a.

また、発光部７のレーザ光照射面７ａに対する複数の出射端部５ａの配置様式を設定することにより、発光部７からの光によって照らされる領域の照度を、当該領域内において変化させることができる。   Moreover, by setting the arrangement pattern of the plurality of emission end portions 5a with respect to the laser light irradiation surface 7a of the light emitting unit 7, the illuminance of the region illuminated by the light from the light emitting unit 7 can be changed in the region. .

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。   Moreover, since the optical fiber 5 has flexibility, the relative positional relationship between the semiconductor laser 3 and the light emitting unit 7 can be easily changed. Further, by adjusting the length of the optical fiber 5, the semiconductor laser 3 can be installed at a position away from the light emitting unit 7.

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。   Therefore, the degree of freedom in designing the headlamp 1 can be increased, for example, the semiconductor laser 3 can be installed at a position where it can be easily cooled or replaced.

〔実施の形態２〕
本発明の他の実施形態について図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。 [Embodiment 2]
The following will describe another embodiment of the present invention with reference to FIG. In addition, about the member similar to Embodiment 1, the same code | symbol is attached | subjected and the description is abbreviate | omitted.

半導体レーザ３は、１つのチップに１つの発光点を有するものであるか、ヘッドランプ１の励起光源として、１つのチップに複数の発光点を有するものを用いてもよい。   The semiconductor laser 3 may have one light emitting point on one chip, or one having a plurality of light emitting points on one chip may be used as an excitation light source for the headlamp 1.

図８は、半導体レーザ３０の構成を示す斜視図である。同図に示すように、半導体レーザ３０は、１つのチップに５つの発光点３１を有している。各発光点３１は、波長４０５ｎｍのレーザ光を発振し、その出力は１Ｗ、１チップから発振される光の総和は５Ｗである。発光点３１は０．４ｍｍの間隔で設けられている。   FIG. 8 is a perspective view showing the configuration of the semiconductor laser 30. As shown in the figure, the semiconductor laser 30 has five light emitting points 31 on one chip. Each light emitting point 31 oscillates laser light having a wavelength of 405 nm, its output is 1 W, and the total light oscillated from one chip is 5 W. The light emitting points 31 are provided at intervals of 0.4 mm.

このような半導体レーザ３０を用いる場合には、半導体レーザ３０の発光点３１が存在する面と対向する位置にロッド状レンズ３２を配置する。このロッド状レンズ３２は、発光点３１から発振されるレーザ光を光ファイバー５の入射端部５ｂへ入射させる。発光点３１のそれぞれに非球面レンズ４を設けてもよいが、ロッド状レンズ３２を用いることにより半導体レーザの構成を簡単にすることができる。   When such a semiconductor laser 30 is used, the rod-shaped lens 32 is disposed at a position facing the surface where the light emitting point 31 of the semiconductor laser 30 exists. The rod-shaped lens 32 causes the laser light oscillated from the light emitting point 31 to enter the incident end portion 5 b of the optical fiber 5. Although the aspherical lens 4 may be provided at each of the light emitting points 31, the configuration of the semiconductor laser can be simplified by using the rod-shaped lens 32.

光ファイバー固定具３３は、複数の入射端部５ｂに発光点３１からのレーザ光が入射するように入射端部５ｂを位置決めするものである。発光点３１の間隔が０．４ｍｍであるため、入射端部５ｂも０．４ｍｍの間隔で光ファイバー固定具３３によって固定される。そのために光ファイバー固定具３３には、０．４ｍｍピッチの溝が切られている。   The optical fiber fixture 33 positions the incident end portion 5b so that the laser light from the light emitting point 31 is incident on the plurality of incident end portions 5b. Since the interval between the light emitting points 31 is 0.4 mm, the incident end portion 5b is also fixed by the optical fiber fixture 33 at an interval of 0.4 mm. For this purpose, the optical fiber fixture 33 has grooves with a pitch of 0.4 mm.

光ファイバー５の出射端部５ａ側の構成は、実施の形態１と同様である。   The configuration of the output end 5a side of the optical fiber 5 is the same as that of the first embodiment.

このように半導体レーザ３０を用いることにより、励起光源の構造を簡単にすることができ、励起光源の製造コストを下げることができる。   By using the semiconductor laser 30 in this way, the structure of the excitation light source can be simplified, and the manufacturing cost of the excitation light source can be reduced.

〔実施の形態３〕
本発明の他の実施形態について図９〜図１０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・２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。 [Embodiment 3]
The following will describe another embodiment of the present invention with reference to FIGS. In addition, about the member similar to Embodiment 1 * 2, the same code | symbol is attached | subjected and the description is abbreviate | omitted.

図９は、本実施形態のヘッドランプ（照明装置）５０が備える遮光部５１の形状を示す斜視図である。図１０は、ヘッドランプ５０が備える発光部７、遮光部５１および凸レンズ５２の位置関係および光路を示す図である。   FIG. 9 is a perspective view showing the shape of the light shielding portion 51 provided in the headlamp (illumination device) 50 of the present embodiment. FIG. 10 is a diagram illustrating the positional relationship and the optical path of the light emitting unit 7, the light shielding unit 51, and the convex lens 52 included in the headlamp 50.

図９および１０に示すように、ヘッドランプ５０は、遮光板１３の代わりに遮光部５１を、片凸レンズである凸レンズ１４の代わりに両凸レンズである凸レンズ５２を備えている。発光部７は、実施の形態１と同様に反射鏡８の第１焦点の近傍に配置されているが、遮光部５１の位置は、遮光板１３の位置とは異なっている。   As shown in FIGS. 9 and 10, the headlamp 50 includes a light shielding portion 51 instead of the light shielding plate 13 and a convex lens 52 that is a biconvex lens instead of the convex lens 14 that is a single convex lens. The light emitting unit 7 is disposed in the vicinity of the first focal point of the reflecting mirror 8 as in the first embodiment, but the position of the light shielding unit 51 is different from the position of the light shielding plate 13.

遮光部５１は、発光部７の切り欠き部と嵌合する切り欠き部を有している。また、ヘッドランプ５０の光軸方向における遮光部５１の厚みは、当該光軸方向における発光部７の厚みよりも大きく、遮光部５１は、発光部７よりも光出射方向（励起光源である半導体レーザ２から遠ざかる方向）に延出している。この遮光部５１の延出部分が、発光部７の発光面７ｂから出射した光の一部を遮光することにより、当該光が到達する領域を制限する。換言すれば、遮光部５１は、発光部７から出射される光の投影像の一部の形状を規定する。   The light shielding part 51 has a notch that fits into the notch of the light emitting part 7. Further, the thickness of the light shielding part 51 in the optical axis direction of the headlamp 50 is larger than the thickness of the light emitting part 7 in the optical axis direction, and the light shielding part 51 is light emitting direction (semiconductor which is an excitation light source) more than the light emitting part 7. It extends in a direction away from the laser 2. The extending part of the light shielding part 51 blocks a part of the light emitted from the light emitting surface 7b of the light emitting part 7, thereby limiting the region where the light reaches. In other words, the light shielding unit 51 defines the shape of a part of the projected image of the light emitted from the light emitting unit 7.

遮光部５１の材質は光を透過しないものであればよく、特に限定されないが、熱伝導性の良いものが好ましい。遮光部５１を例えば金属で形成することができる。遮光部５１を熱伝導性の良い物質で形成することにより、発光部７を効果的に冷却することができる。その結果、発光部７の寿命を延ばすことができる。図９に示す遮光部５１は、発光部７の切り欠き部を形成する側面のみを覆っているが、より冷却効果を高めるために、４つの側面全てを覆ってもよい。   The material of the light shielding part 51 is not particularly limited as long as it does not transmit light, but a material having good thermal conductivity is preferable. The light shielding part 51 can be formed of, for example, metal. By forming the light shielding part 51 with a material having good thermal conductivity, the light emitting part 7 can be effectively cooled. As a result, the lifetime of the light emitting unit 7 can be extended. Although the light-shielding part 51 shown in FIG. 9 has covered only the side surface which forms the notch part of the light emission part 7, in order to improve a cooling effect more, you may cover all four side surfaces.

遮光部５１は、透明板９に結合されていてもよいし、筒状部１５など、反射鏡８から延出する部材によって保持されていてもよい。   The light shielding part 51 may be coupled to the transparent plate 9 or may be held by a member extending from the reflecting mirror 8 such as the cylindrical part 15.

以上のように、ヘッドランプ５０は、発光部７の発光面７ｂから出射される光の一部を遮るとともに、発光部７と当接することにより発光部７の熱を逃がす遮光部５１を備えている。それゆえ、発光面７ｂから出射される光の投影像の形状をより厳密に規定することができるとともに発光部７を冷却することができる。   As described above, the headlamp 50 includes the light shielding unit 51 that blocks part of light emitted from the light emitting surface 7 b of the light emitting unit 7 and releases heat of the light emitting unit 7 by contacting the light emitting unit 7. Yes. Therefore, the shape of the projected image of the light emitted from the light emitting surface 7b can be more strictly defined and the light emitting unit 7 can be cooled.

（投影像形成の原理）
図１０に示すように、発光部７から出射した光は、その一部が遮光部５１によって遮光され、凸レンズ５２を透過する。このとき上記光によって形成される像は、凸レンズ５２によって上下左右が逆転され、照射対象６０に投影される。遮光部５１によって発光部７の出射光の一部を遮ることにより、投影像が有する切り欠き形状をより鮮明にすることができる。 (Principle of projection image formation)
As shown in FIG. 10, part of the light emitted from the light emitting unit 7 is shielded by the light shielding unit 51 and passes through the convex lens 52. At this time, the image formed by the light is inverted up and down and left and right by the convex lens 52 and projected onto the irradiation target 60. By blocking a part of the light emitted from the light emitting unit 7 by the light shielding unit 51, the cutout shape of the projected image can be made clearer.

なお、実施の形態１のように遮光板１３を設けるか、本実施の形態のように遮光部５１を設けるかは、ヘッドランプの構造等に応じて適宜選択されればよい。   Whether the light shielding plate 13 is provided as in the first embodiment or whether the light shielding portion 51 is provided as in the present embodiment may be appropriately selected according to the structure of the headlamp.

〔実施の形態４〕
本発明のさらに別の実施形態について図１１に基づいて説明すれば、以下のとおりである。実施の形態１は、本発明を自動車用のすれ違い用前照灯に適用した場合の例であるが、本発明を自動車用の走行用前照灯（ハイビーム）に適用してもよい。 [Embodiment 4]
Still another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Although Embodiment 1 is an example in which the present invention is applied to a headlight for passing by a vehicle, the present invention may be applied to a traveling headlamp (high beam) for a vehicle.

図１１（ａ）〜（ｃ）は、本実施形態のヘッドランプが備える発光部の形状、および当該発光部のレーザ光照射面に対する出射端部の配置パターンの一例を示す斜視図である。   FIGS. 11A to 11C are perspective views showing an example of the shape of the light emitting part provided in the headlamp of the present embodiment and the arrangement pattern of the emission end part with respect to the laser light irradiation surface of the light emitting part.

走行用前照灯を実現する場合、発光部を、図１１（ａ）に示すように水平方向に長い直方体形状である発光部７５としてもよい。走行用前照灯から出射される光の配光パターン（配光分布）は、鉛直方向に狭く、水平方向に広いことが好ましい。この配光パターンは、道路の遠方を照らし、かつ、両脇の歩道を照らすことができる配光パターンである。発光部７を水平方向に長い直方体にすることにより、上記配光パターンを実現できる。   In the case of realizing a traveling headlamp, the light emitting unit may be a light emitting unit 75 having a rectangular parallelepiped shape that is long in the horizontal direction as shown in FIG. The light distribution pattern (light distribution) of the light emitted from the traveling headlamp is preferably narrow in the vertical direction and wide in the horizontal direction. This light distribution pattern is a light distribution pattern that can illuminate the distance of the road and illuminate the sidewalks on both sides. The light distribution pattern can be realized by making the light emitting unit 7 a rectangular parallelepiped that is long in the horizontal direction.

レーザ光を出射する複数の出射端部５ａは、レーザ光照射面７ａに対して均一に配置されてもよいし、レーザ光照射面７ａの長軸方向における中央部分に密に配置されてもよい。この構成により、発光部７５の中央部（出射端部５ａの密度が高い部分）が他の部分よりも強く光るため、ヘッドランプ１によって照射される領域の中央部（自動車の前方かつ中央）の照度を高めることができる。   The plurality of emission end portions 5a that emit the laser light may be arranged uniformly with respect to the laser light irradiation surface 7a, or may be densely arranged at the central portion in the major axis direction of the laser light irradiation surface 7a. . With this configuration, the central portion of the light emitting portion 75 (the portion where the density of the emission end portion 5a is high) shines stronger than the other portions, and therefore the central portion of the region irradiated by the headlamp 1 (front and center of the automobile). Illuminance can be increased.

道路運送車両の保安基準が示す配光特性基準では、所定の照射領域における光度を他の照射領域よりも高く設定している。この配光特性基準を満たすように出射端部５ａの配置を決定すればよい。   In the light distribution characteristic standard indicated by the safety standard for road transport vehicles, the light intensity in a predetermined irradiation area is set higher than in other irradiation areas. What is necessary is just to determine arrangement | positioning of the output edge part 5a so that this light distribution characteristic standard may be satisfy | filled.

また、図１１（ｂ）に示す発光部７６のように、レーザ光照射面７ａおよび発光面７ｂの長軸方向における中央部分の幅を、その両端部よりも広くし、その広くした部分（幅広部と称する）にも出射端部５ａを配置してもよい。換言すれば、発光部７６が有する発光面７ｂの短軸方向における幅は、発光面７ｂの長軸方向における中央部分において、その両端部よりも広い。   Further, like the light emitting portion 76 shown in FIG. 11 (b), the width of the central portion in the major axis direction of the laser light irradiation surface 7a and the light emitting surface 7b is made wider than both end portions, and the widened portions (wide width). The emission end portion 5a may also be arranged in the above-mentioned portion. In other words, the width of the light emitting surface 7b of the light emitting portion 76 in the minor axis direction is wider at the central portion in the major axis direction of the light emitting surface 7b than the both end portions thereof.

また、幅広部の形状は、図１１（ｂ）に示すように、レーザ光照射面７ａ（発光面７ｂ）の中央部が突出した形状の他に、図１１（ｃ）に示す発光部７７のように、中央部分に近づくほどレーザ光照射面７ａの幅が徐々に広くなるものでもよい。   Further, as shown in FIG. 11B, the wide portion has a shape of the light emitting portion 77 shown in FIG. 11C in addition to the shape in which the central portion of the laser light irradiation surface 7a (light emitting surface 7b) protrudes. As described above, the width of the laser light irradiation surface 7a may gradually increase as it approaches the center portion.

これらの構成により、ヘッドランプによって照射される領域の中央部の照度を高めることができ、走行用前照灯に求められる配光特性基準により適合したヘッドランプを実現できる。   With these configurations, it is possible to increase the illuminance at the center of the region irradiated by the headlamp, and it is possible to realize a headlamp that conforms to the light distribution characteristic standard required for a traveling headlamp.

〔実施の形態５〕
本発明の他の実施形態について図１２〜図１８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１〜４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、本発明の投影装置の一例として、星型などの所望の形状の投影像を投影する投影装置（投射装置）８０を挙げて説明する。 [Embodiment 5]
The following will describe another embodiment of the present invention with reference to FIGS. In addition, about the member similar to Embodiment 1-4, the same code | symbol is attached | subjected and the description is abbreviate | omitted. Here, as an example of the projection apparatus of the present invention, a projection apparatus (projection apparatus) 80 that projects a projection image of a desired shape such as a star shape will be described.

（投影装置８０の構成）
図１２は、投影装置８０の構成を示す断面図である。同図に示すように、投影装置８０は、半導体レーザアレイ２、非球面レンズ４、光ファイバー５、フェルール６、発光部８１、遮光部８２、反射鏡８、凸レンズ８３、支持棒８４およびレンズホルダ１６を備えている。 (Configuration of Projector 80)
FIG. 12 is a cross-sectional view showing the configuration of the projection device 80. As shown in the figure, the projection device 80 includes a semiconductor laser array 2, an aspheric lens 4, an optical fiber 5, a ferrule 6, a light emitting unit 81, a light shielding unit 82, a reflecting mirror 8, a convex lens 83, a support rod 84, and a lens holder 16. It has.

半導体レーザアレイ２、非球面レンズ４、光ファイバー５、フェルール６、反射鏡８およびレンズホルダ１６は、実施の形態１〜４におけるものと同様のものでもよいし、後述するように変更してもよい。   The semiconductor laser array 2, the aspherical lens 4, the optical fiber 5, the ferrule 6, the reflecting mirror 8, and the lens holder 16 may be the same as those in the first to fourth embodiments, or may be changed as described later. .

発光部８１および遮光部８２は、反射鏡８の第１焦点の近傍に配置され、反射鏡８の表面から延出する金属性の支持棒８４によって、反射鏡８との相対位置が固定されている。遮光部８２および支持棒８４を熱伝導性の良い物質で形成することにより、発光部８１を効果的に冷却することができる。その結果、発光部８１の寿命を延ばすことができる。   The light emitting unit 81 and the light shielding unit 82 are disposed in the vicinity of the first focal point of the reflecting mirror 8, and the relative positions with respect to the reflecting mirror 8 are fixed by a metallic support rod 84 extending from the surface of the reflecting mirror 8. Yes. By forming the light shielding portion 82 and the support rod 84 from a material having good thermal conductivity, the light emitting portion 81 can be effectively cooled. As a result, the life of the light emitting unit 81 can be extended.

（発光部８１の詳細）
図１３は、発光部８１の構成を示す斜視図である。発光部８１は、発光部７と同様の材質（例えば、無機ガラスに蛍光体を分散させたもの）からなり、出射端部５ａから出射されたレーザ光をレーザ光照射面に受け、当該レーザ光を可視光に変換し、発光面８１ｂから出射する。図１３に示すように、発光面８１ｂは星型をしているため、発光部８１から出射された光によって形成される投影像９０（図１２参照）は星型になる。 (Details of the light emitting unit 81)
FIG. 13 is a perspective view illustrating a configuration of the light emitting unit 81. The light emitting portion 81 is made of the same material as the light emitting portion 7 (for example, a phosphor dispersed in inorganic glass), receives the laser light emitted from the emission end portion 5a on the laser light irradiation surface, and receives the laser light. Is converted into visible light and emitted from the light emitting surface 81b. As shown in FIG. 13, since the light emitting surface 81b has a star shape, the projection image 90 (see FIG. 12) formed by the light emitted from the light emitting portion 81 has a star shape.

発光部７に含まれる蛍光体は、励起光源である半導体レーザ３の励起光が照射されると黄色の光を放射するものを使用した。このような発光部８１が凸レンズ８３および反射鏡８からなる（プロジェクション）光学系と組み合わされ、発光部８１の形状を反映した星型のパターンが照射対象（スクリーン、あるいは壁など）に黄色く投影される。   As the phosphor included in the light emitting unit 7, a phosphor that emits yellow light when irradiated with the excitation light of the semiconductor laser 3, which is an excitation light source, was used. Such a light emitting unit 81 is combined with a (projection) optical system composed of a convex lens 83 and a reflecting mirror 8, and a star-shaped pattern reflecting the shape of the light emitting unit 81 is projected in yellow on an irradiation target (screen or wall). The

（遮光部８２の詳細）
発光部８１は、アルミニウム等の金属性の遮光部８２にはめ込まれている。換言すれば、遮光部８２は、発光部８１のレーザ光照射面および発光面以外の側面を覆っている。この遮光部８２は、発光部８１から出射される光の一部を遮るとともに、発光部８１と当接することにより当該発光部８１の熱を逃がす。 (Details of the light shielding part 82)
The light emitting portion 81 is fitted in a metallic light shielding portion 82 such as aluminum. In other words, the light shielding unit 82 covers the side surface of the light emitting unit 81 other than the laser light irradiation surface and the light emitting surface. The light blocking unit 82 blocks a part of the light emitted from the light emitting unit 81 and releases heat of the light emitting unit 81 by contacting the light emitting unit 81.

また、遮光部８２は、遮光部５１と同様に、発光面８１ｂよりも光出射方向に延出していることが好ましい。この遮光部８２の延出部分が、発光面８１ｂから出射した光の一部を遮光することにより、発光部７から出射される光の投影像の少なくとも一部の形状を規定する。さらに、遮光部８２のレーザ光照射面（発光面８１ｂの反対側の面）からも光が出射される場合があるため、遮光部８２は、発光部８１のレーザ光照射面および発光面８１ｂの両側からそれぞれ反対方向へ延出していてもよい。   Further, like the light shielding portion 51, the light shielding portion 82 preferably extends in the light emitting direction from the light emitting surface 81b. The extending portion of the light shielding portion 82 shields a part of the light emitted from the light emitting surface 81b, thereby defining the shape of at least a part of the projected image of the light emitted from the light emitting portion 7. Furthermore, since light may also be emitted from the laser light irradiation surface of the light shielding portion 82 (the surface opposite to the light emitting surface 81b), the light shielding portion 82 includes the laser light irradiation surface of the light emitting portion 81 and the light emitting surface 81b. You may extend in the opposite direction from both sides, respectively.

遮光部８２の外形は、例えば、円筒であり、その直径は２ｍｍである。また、発光部８１の星形の発光面８１ｂの１辺の長さは、例えば１．４ｍｍである。遮光部８２の材質は、アルミに限られず、遮光性がある材質であればどのようなものでも使用可能である。ただし、アルミや銀、銅といった熱伝導性の良い材料を用いれば、発光部８１が発光する時の熱を効果的に冷却することができる。   The external shape of the light-shielding part 82 is, for example, a cylinder, and its diameter is 2 mm. Further, the length of one side of the star-shaped light emitting surface 81b of the light emitting unit 81 is, for example, 1.4 mm. The material of the light shielding part 82 is not limited to aluminum, and any material having a light shielding property can be used. However, if a material having good thermal conductivity such as aluminum, silver, or copper is used, the heat generated when the light emitting unit 81 emits light can be effectively cooled.

なお、図２に示したように、遮光部８２に替えて、反射鏡８の第２焦点の近傍に遮光板を配置してもよい。   As shown in FIG. 2, a light shielding plate may be disposed in the vicinity of the second focal point of the reflecting mirror 8 instead of the light shielding unit 82.

（発光部８１の変形例）
上述した発光部８１に含まれる蛍光体は黄色単色であった。当該蛍光体を白色、赤色、緑色など所望の発色をする蛍光体材料に置き換えることはもちろん可能である。蛍光体を白色とする場合、励起光源からの光と励起光の補色となる蛍光体との組み合わせ（例えば青色光源と黄色蛍光体との組み合わせ）により白色（擬似白色）とすることや、赤色、緑色、青色の蛍光体を混合させることにより白色を得ることなどが可能である。 (Modification of the light emitting unit 81)
The phosphor contained in the light emitting unit 81 described above was a single yellow color. It is of course possible to replace the phosphor with a phosphor material that produces a desired color such as white, red, or green. When the phosphor is white, it can be made white (pseudo-white) by combining the light from the excitation light source with the phosphor that is complementary to the excitation light (for example, a combination of a blue light source and a yellow phosphor), red, It is possible to obtain white by mixing green and blue phosphors.

また、発光面８１ｂの形状は、星型に限定されず、ハート型、三日月型など、他の形状でもよい。また、発光面８１ｂの形状は、特定のキャラクターを表現したものでもよいし、ロゴマークを示すものでもよい。   The shape of the light emitting surface 81b is not limited to a star shape, and may be other shapes such as a heart shape and a crescent shape. Further, the shape of the light emitting surface 81b may represent a specific character or may indicate a logo mark.

また、図１４に示すように、投影装置８０に形状の互いに異なる複数の発光部８１を備え、レーザ光の照射対象となる（すなわち、発光する）発光部８１を切り換える切り換え機構を設けてもよい。この場合、光ファイバー５の出射端部５ａから出射されるレーザ光を受光できる位置に配置された発光部８１のみが発光する。   Further, as shown in FIG. 14, the projection device 80 may include a plurality of light emitting units 81 having different shapes, and a switching mechanism for switching the light emitting units 81 to be irradiated with laser light (that is, emit light) may be provided. . In this case, only the light emitting part 81 arranged at a position where the laser beam emitted from the emission end part 5a of the optical fiber 5 can be received emits light.

図１４には、ハート型、星型、三日月型の複数の発光部８１を、１つの遮光部８２にはめ込む構成を示している。複数の発光部８１を切り換える機構として、例えば、複数の発光部８１が長軸方向に沿って配列された矩形の遮光部８２を長軸方向にスライドさせる機構または複数の発光部８１が円周方向に沿って配置された円形（または円の一部）の遮光部８２を回転させる機構を挙げることができる。   FIG. 14 shows a configuration in which a plurality of light emitting portions 81 of heart shape, star shape, and crescent shape are fitted into one light shielding portion 82. As a mechanism for switching the plurality of light emitting units 81, for example, a mechanism for sliding a rectangular light-shielding unit 82 in which the plurality of light emitting units 81 are arranged along the long axis direction or the plurality of light emitting units 81 in the circumferential direction And a mechanism for rotating a circular (or part of a circular) light-shielding portion 82 disposed along the.

また、１つの発光部８１を１つの遮光部８２にはめ込んだものを複数設け、これら嵌合体の配置を変更することにより、発光する発光部８１を切り換えるようにしてもよい。   Alternatively, a plurality of light emitting units 81 fitted into one light shielding unit 82 may be provided, and the light emitting units 81 that emit light may be switched by changing the arrangement of these fittings.

このように発光部８１を複数設ける構成では、発光部８１に使用される蛍光体をパターン毎に変えて、例えばハート型はピンク色に発光する蛍光体、星型は青色蛍光体、三日月は黄色蛍光体としてもよい。   Thus, in the configuration in which a plurality of light emitting units 81 are provided, the phosphor used in the light emitting unit 81 is changed for each pattern, for example, a heart-shaped phosphor that emits pink light, a star is a blue phosphor, and a crescent is yellow. A phosphor may be used.

（発光部８１の製造方法）
次に、発光部８１の製造方法について説明する。図１５（ａ）および（ｂ）は、発光部８１の製造方法を説明するための図である。まず、図１５（ａ）に示すように、石英などの透明板８５上にインクジェットプリント技術を応用して、蛍光体を分散させた分散液で所望のパターンを描写し、焼成を行って、透明板８５上に蛍光体を定着させることにより発光部８１を形成する。 (Manufacturing method of the light emitting part 81)
Next, the manufacturing method of the light emission part 81 is demonstrated. FIGS. 15A and 15B are views for explaining a method of manufacturing the light emitting unit 81. First, as shown in FIG. 15 (a), by applying an inkjet printing technique on a transparent plate 85 such as quartz, a desired pattern is drawn with a dispersion liquid in which a phosphor is dispersed, fired, and transparent. The light emitting portion 81 is formed by fixing the phosphor on the plate 85.

その後、図１５（ｂ）に示すように、発光部８１と同じ形をくりぬいたアルミ板（遮光部８２）を、発光部８１が定着した透明板８５に貼り付けることにより、遮光部８２が配された発光部８１が完成する。   Thereafter, as shown in FIG. 15B, an aluminum plate (light shielding portion 82) hollowed in the same shape as the light emitting portion 81 is attached to a transparent plate 85 to which the light emitting portion 81 is fixed, thereby arranging the light shielding portion 82. The light emitting unit 81 thus completed is completed.

また、上述のように１つの発光部８１につき１種類の蛍光体を用いる場合は、必ずしもインクジェットプリント法を用いる必要は無く、型とその型に蛍光体を注入するためのシリンジを用いて製造しても良い。図１６は、発光部８１の別の製造方法を示す図である。同図に示すように、例えば、星の形をした型８６を透明板上に置き、蛍光体材料を封入したシリンジ８７などの注入器で、型８６の中に蛍光体８８を注入し、焼成した後、型８６を外すことにより製造できる。   Further, when one kind of phosphor is used for one light emitting portion 81 as described above, it is not always necessary to use the ink jet printing method, and it is manufactured using a mold and a syringe for injecting the phosphor into the mold. May be. FIG. 16 is a diagram illustrating another method for manufacturing the light emitting unit 81. As shown in the figure, for example, a star-shaped mold 86 is placed on a transparent plate, and a phosphor 88 is injected into the mold 86 with an injector such as a syringe 87 in which a phosphor material is sealed, and fired. After that, it can be manufactured by removing the mold 86.

なお、発光部８１を透明板に定着させた状態で遮光部８２を嵌め込む必要は必ずしもなく、発光部８１を透明板から分離した後に、発光部８１を遮光部８２に嵌め込んでもよい。透明板を励起光が透過する時に多少のロスが生じるため、励起光の利用効率を少しでも高めるためには、透明板から分離した発光部８１を遮光部８２に嵌め込む方が好ましい。いずれの製造方法を用いるかは、励起光の利用効率と製造の容易さとを考慮して決めればよい。   In addition, it is not always necessary to fit the light shielding unit 82 in a state where the light emitting unit 81 is fixed to the transparent plate. The light emitting unit 81 may be fitted to the light shielding unit 82 after the light emitting unit 81 is separated from the transparent plate. Since some loss occurs when the excitation light passes through the transparent plate, it is preferable to fit the light emitting portion 81 separated from the transparent plate into the light shielding portion 82 in order to improve the utilization efficiency of the excitation light as much as possible. Which production method is used may be determined in consideration of the utilization efficiency of excitation light and the ease of production.

図１７は、発光部８１としての描画パターンの一例を示す図である。インクジェットプリント法を用いると次のような発光部も製造可能である。すなわち、例えば図１７に示す顔パターン８９において、目の部分を青色蛍光体、顔全体は黄色蛍光体、口のラインは赤色蛍光体といったように、所望の部分の色を所望の蛍光体で再現させることによりフルカラーの映像を投影することが可能である。すなわち、互いに異なる色を発する複数の蛍光体を用いて描画された所望のパターンを発光部８１として用いてもよい。   FIG. 17 is a diagram illustrating an example of a drawing pattern as the light emitting unit 81. When the ink jet printing method is used, the following light emitting part can be manufactured. That is, for example, in the face pattern 89 shown in FIG. 17, the color of a desired portion is reproduced with a desired phosphor, such as a blue phosphor for the eye, a yellow phosphor for the entire face, and a red phosphor for the mouth line. By doing so, it is possible to project a full-color image. That is, a desired pattern drawn using a plurality of phosphors that emit different colors may be used as the light emitting unit 81.

この場合、発光部８１の製造方法は、透明板８５に対して蛍光体を含む液滴を吐出することにより所望の形状の像を形成する吐出工程と、吐出工程において吐出された蛍光体を透明板８５上に定着させる定着工程とを含む。定着工程では、吐出された蛍光体を焼成する処理を行う。また、吐出工程において互いに異なる色の蛍光体を含む複数種類の液滴を使用する。   In this case, the manufacturing method of the light emitting unit 81 includes a discharge step of forming an image having a desired shape by discharging droplets containing the phosphor onto the transparent plate 85, and transparent the phosphor discharged in the discharge step. And a fixing step of fixing on the plate 85. In the fixing step, the discharged phosphor is baked. Further, a plurality of types of liquid droplets including phosphors of different colors are used in the ejection process.

さらにつきつめると、１ドット単位で蛍光体を形成し分ける（赤・青・緑色の蛍光体を打ち分ける）ことで、自然な色彩を有する映像を投影することも可能となる。すなわち、光の３原色を発する３つの蛍光体を用いて点描画された所望のパターンを発光部８１として用いてもよい。すなわち、発光部８１は、光の３原色を発する３種類の蛍光体をそれぞれ含む３種類の液（赤色、青色、緑色の蛍光体の液）を用いて点描画することにより形成されたものであってもよい。   Furthermore, it becomes possible to project an image having a natural color by forming phosphors in units of one dot (separating red, blue, and green phosphors). That is, a desired pattern that is dot-drawn using three phosphors that emit three primary colors of light may be used as the light emitting unit 81. That is, the light emitting portion 81 is formed by performing point drawing using three types of liquids (red, blue, and green phosphor liquids) each including three types of phosphors that emit three primary colors of light. There may be.

この場合、上記吐出工程では、光の３原色を発する３種類の蛍光体をそれぞれ含む３種類の液を用いて点描画する。   In this case, in the ejection step, point drawing is performed using three types of liquids each including three types of phosphors that emit three primary colors of light.

（励起光源および導光部の変更例）
図１８は、半導体レーザ３および導光部の変更例を示す斜視図である。 (Example of change of excitation light source and light guide)
FIG. 18 is a perspective view showing a modified example of the semiconductor laser 3 and the light guide unit.

励起光源としての半導体レーザ３は、１つでもよく、１つのチップに１つの発光点を有するものでも、１つのチップに複数の発光点を有するものでもよい。例えば、半導体レーザ３は、発振波長が４０５ｎｍであり、１チップに１０個の発光点を有し、出力１１．２Ｗ、動作電圧５Ｖ、電流６・４Ａ、φ９ｍｍステムに実装されたものである。このような半導体レーザ３を１個使用する。この場合、半導体レーザ素子光源の１１．２Ｗ光出力時の消費電力は３２Ｗである。   The number of semiconductor lasers 3 as the excitation light source may be one, one having one light emitting point on one chip, or one having a plurality of light emitting points on one chip. For example, the semiconductor laser 3 has an oscillation wavelength of 405 nm, 10 light emitting points in one chip, an output of 11.2 W, an operating voltage of 5 V, a current of 6 · 4 A, and a φ9 mm stem. One such semiconductor laser 3 is used. In this case, the power consumption of the semiconductor laser element light source when outputting 11.2 W light is 32 W.

また、導光部として光ファイバー以外の部材を用いてもよい。この導光部は、半導体レーザ３が発振したレーザ光を受け取る入射端部と当該入射端部から入射したレーザ光を出射する出射端部とを有するものであればよい。   Moreover, you may use members other than an optical fiber as a light guide part. The light guide section only needs to have an incident end for receiving the laser light oscillated by the semiconductor laser 3 and an output end for emitting the laser light incident from the incident end.

例えば、導光部は、入射端部から出射端部へと光を導くものであり、半導体レーザ３からのレーザ光を受光および集光するために、入射端部の断面積よりも出射端部の断面積の方が小さい円錐台形状または角錐台形状の部材でもよい。図１８に示すように、導光部を円錐台形状（先細りの円柱形状）の導光部９１にする場合には、例えば、入射端部としての底部９２の直径は１０ｍｍであり、出射端部としての頂部９３の直径は２ｍｍである。   For example, the light guide part guides light from the incident end part to the outgoing end part, and receives and condenses the laser light from the semiconductor laser 3, so that the outgoing end part is larger than the sectional area of the incident end part. A member having a truncated cone shape or a truncated pyramid shape may be used. As shown in FIG. 18, when the light guide part is a truncated cone-shaped (tapered columnar) light guide part 91, for example, the diameter of the bottom part 92 as the incident end part is 10 mm, and the emission end part The diameter of the top portion 93 is 2 mm.

導光部９１の材質は、例えば、石英（ＳｉＯ２）（屈折率：１．４５）である。また、導光部９１の内部側面には、屈折率１．３５のフッ素系樹脂（ポリテトラフロオロエチレン）がコーティングされており、半導体レーザ３の導光部９１に対する光結合効率は９０％である。 The material of the light guide unit 91 is, for example, quartz (SiO 2 ) (refractive index: 1.45). Further, the inner side surface of the light guide unit 91 is coated with a fluorine resin (polytetrafluoroethylene) having a refractive index of 1.35, and the optical coupling efficiency of the semiconductor laser 3 to the light guide unit 91 is 90%. is there.

半導体レーザ３から放射されるレーザ光は、非球面レンズ４（例えばロッドレンズ）を介してＦＦＰ（Far Field Pattern）のアスペクト比をなるべく真円に近いように補正したのち、底部９２から入射され、頂部９３から出射される。ここで、ＦＦＰとは、レーザ光源の発光点から離れた面における光の強度分布を指す。通常、半導体レーザ３が出射するレーザ光は、回折現象によって活性層の発光強度分布の角度が広がり、そのＦＦＰが楕円形状となる。このため、ＦＦＰを真円に近くするには補正が必要となる。   The laser light emitted from the semiconductor laser 3 is incident from the bottom 92 after correcting the aspect ratio of FFP (Far Field Pattern) through an aspheric lens 4 (for example, a rod lens) as close to a perfect circle as possible. The light is emitted from the top 93. Here, FFP refers to the light intensity distribution in a plane away from the light emitting point of the laser light source. Normally, the laser light emitted from the semiconductor laser 3 has an angle of the emission intensity distribution of the active layer due to the diffraction phenomenon, and the FFP has an elliptical shape. For this reason, correction is necessary to make the FFP close to a perfect circle.

なお、導光部の出射端部が１つの場合には、フェルール６を省略することができる。ただし、励起光としてのレーザ光の利用効率を高めることを考慮すれば、発光部８１のレーザ光照射面に無駄なくレーザ光を照射することが好ましい。そのためには、図１１に示すように、複数の出射端部５ａを発光部８１のレーザ光照射面に対して配置する方が好ましい。   Note that the ferrule 6 can be omitted when there is one light emitting end of the light guide. However, in consideration of increasing the utilization efficiency of laser light as excitation light, it is preferable to irradiate the laser light irradiation surface of the light emitting unit 81 without waste. For this purpose, as shown in FIG. 11, it is preferable to arrange a plurality of emission end portions 5 a with respect to the laser light irradiation surface of the light emitting portion 81.

また、上述のような変更例を実施の形態１〜４に適用してもよい。例えば、発光部８１の製造方法を発光部７に適用してもよい。また、すれ違い用前照灯に使用する発光部７と走行用前照灯に使用する発光部７とを切り換える構成にしてもよい。この構成により、すれ違い用前照灯と走行用前照灯とを１つのヘッドランプで実現できる。   Moreover, you may apply the above changes to Embodiment 1-4. For example, the manufacturing method of the light emitting unit 81 may be applied to the light emitting unit 7. Further, the light emitting unit 7 used for the passing headlamp and the light emitting unit 7 used for the traveling headlamp may be switched. With this configuration, the passing headlamp and the traveling headlamp can be realized with one headlamp.

（投影装置８０の効果）
以上のように、投影装置８０は、所望の形状の投影像を投影する投影装置であって、
励起光を出射する半導体レーザ３と、半導体レーザ３から出射された励起光により発光する発光部８１とを備えている。この発光部８１は、半導体レーザ３とは別体として形成されており、上記投影像の形状に対応した形状の発光面を備えている。 (Effect of the projection device 80)
As described above, the projection device 80 is a projection device that projects a projection image having a desired shape.
A semiconductor laser 3 that emits excitation light and a light emitting unit 81 that emits light by excitation light emitted from the semiconductor laser 3 are provided. The light emitting unit 81 is formed separately from the semiconductor laser 3 and includes a light emitting surface having a shape corresponding to the shape of the projected image.

上記の構成によれば、所望される投影像の形状に対応した形状の発光面から光が出射される。そのため、投影像の形状を既定するための、遮光板、透光フィルタなどの遮光部材を用いなくても所望の投影像を形成できる。従って、遮光部材を用いることによって生じる光のロスを抑えることができ、光の利用効率を高めることができる。   According to said structure, light is radiate | emitted from the light emission surface of the shape corresponding to the shape of the desired projection image. Therefore, a desired projection image can be formed without using a light shielding member such as a light shielding plate or a light transmission filter for defining the shape of the projection image. Therefore, light loss caused by using the light shielding member can be suppressed, and light utilization efficiency can be increased.

また、発光部８１は、半導体レーザ３とは別々に形成されるものであるため、半導体レーザ３の形状を変更することなく発光部８１の形状のみを投影像の形状に対応した形状にすることができる。それゆえ、所望の形状の投影像を投影する小型で高輝度の投影装置を簡単な製造工程で実現できる。   Further, since the light emitting unit 81 is formed separately from the semiconductor laser 3, only the shape of the light emitting unit 81 is made to correspond to the shape of the projected image without changing the shape of the semiconductor laser 3. Can do. Therefore, a small and high-intensity projection device that projects a projection image of a desired shape can be realized with a simple manufacturing process.

また、本発明の発光部の製造方法は、所望の形状の投影像を投影する投影装置（または、配光特性基準が示されている照明装置）が備える発光部であり、励起光源から出射された励起光により発光する発光部の製造方法であって、上記所望の形状（または、上記配光特性基準に対応する形状）を有する型に蛍光体を注入する注入工程と、注入した蛍光体を焼成する工程とを含むことを特徴としている。   In addition, the method for manufacturing a light emitting unit according to the present invention is a light emitting unit provided in a projection device (or an illumination device in which a light distribution characteristic standard is shown) that projects a projection image of a desired shape, and is emitted from an excitation light source. A method of manufacturing a light emitting unit that emits light by excitation light, an injection step of injecting a phosphor into a mold having the desired shape (or a shape corresponding to the light distribution characteristic standard), and an injected phosphor And a step of firing.

上記の構成により、投影像の形状に対応する形状の型に蛍光体を注入することで、発光部を所望の形状にすることができる。このように半導体レーザ３とは独立して、発光部７を形成できるため、小型の発光部を形成できる。   With the above configuration, the light emitting unit can be formed into a desired shape by injecting the phosphor into a mold having a shape corresponding to the shape of the projected image. Thus, since the light emitting part 7 can be formed independently of the semiconductor laser 3, a small light emitting part can be formed.

また、本発明の発光部の製造方法は、励起光源から出射された励起光により発光する発光部の製造方法であって、透明板に対して蛍光体を含む液滴を吐出することにより所望の形状の像を形成する吐出工程と、上記吐出工程において吐出された蛍光体を上記透明板上に定着させる定着工程とを含むことを特徴としている。   The method for manufacturing a light-emitting unit according to the present invention is a method for manufacturing a light-emitting unit that emits light by excitation light emitted from an excitation light source. It includes a discharge process for forming an image of a shape and a fixing process for fixing the phosphor discharged in the discharge process onto the transparent plate.

上記の構成によれば、吐出工程において、透明板に対して蛍光体を含む液滴を吐出し、所望の形状の像を形成する。そして、定着工程において、透明板上に吐出された蛍光体を当該透明板上に定着させる。   According to the above configuration, in the ejection step, the droplet containing the phosphor is ejected onto the transparent plate to form an image having a desired shape. In the fixing step, the phosphor discharged on the transparent plate is fixed on the transparent plate.

それゆえ、インクジェット法などの液滴吐出方法を利用して透明板上に所望の形状の発光部を容易に形成することができる。   Therefore, a light emitting portion having a desired shape can be easily formed on the transparent plate using a droplet discharge method such as an ink jet method.

また、上記液滴として、互いに異なる色の光を発する蛍光体を含む複数の液滴を使用することが好ましい。   In addition, it is preferable to use a plurality of droplets including phosphors that emit light of different colors as the droplets.

上記の構成によれば、透明板上に形成した発光部を、複数の色の蛍光体を含むものにすることができる。その結果、複数の色を有する投影像を形成することができる発光部を容易に製造できる。   According to said structure, the light emission part formed on the transparent plate can be made to contain the fluorescent substance of a some color. As a result, a light emitting unit capable of forming a projected image having a plurality of colors can be easily manufactured.

また、上記吐出工程は、光の３原色を発する蛍光体をそれぞれ含む３種類の液を用いて点描画する工程を含むことが好ましい。   Moreover, it is preferable that the said discharge process includes the process of carrying out point drawing using three types of liquids each including the fluorescent substance which emits three primary colors of light.

上記の構成によれば、光の３原色（赤色、緑色、青色）の蛍光体を用いて点描画することにより、多彩な色および形状の投影像を形成することができる発光部を製造できる。   According to said structure, the light emission part which can form the projection image of various colors and shapes can be manufactured by carrying out point drawing using the phosphor of the three primary colors (red, green, blue) of light.

（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。 (Example of change)
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible within the scope shown in the claims, and embodiments obtained by appropriately combining technical means disclosed in different embodiments. Is also included in the technical scope of the present invention.

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。   For example, a high-power LED may be used as the excitation light source. In this case, a light emitting device that emits white light can be realized by combining an LED that emits light having a wavelength of 450 nm (blue) and a yellow phosphor or green and red phosphors.

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。   A solid-state laser other than the semiconductor laser may be used as the excitation light source. However, it is preferable to use a semiconductor laser because the excitation light source can be reduced in size.

なお、本発明は、以下のようにも表現できる。   The present invention can also be expressed as follows.

すなわち、本願高輝度光源は、高出力の発振が可能な半導体レーザからなる励起光源と、水平方向に長い略矩形形状かつ、ロービームに要求される配光特性に対して効率よく発光するための形状を有し、前記励起光源からの励起光により発光する発光部を有しており、略矩形形状の発光部を効率よく、ムラ無く（一部に偏らず）励起するための導光部材を有している。   In other words, the high-intensity light source of the present application is an excitation light source composed of a semiconductor laser capable of high-power oscillation, a substantially rectangular shape that is long in the horizontal direction, and a shape that efficiently emits light distribution characteristics required for a low beam. And a light-emitting part that emits light by excitation light from the excitation light source, and has a light guide member for exciting the substantially rectangular light-emitting part efficiently and without unevenness (partly biased). doing.

前記導光部材は、一つまたは複数の励起光源に光学的に結合され、他端が複数の光出射端を有する導光部材であって、前記複数の光出射端が前記略矩形形状の発光部の一面（略矩形面）に対して、（密に）整列している。   The light guide member is a light guide member optically coupled to one or a plurality of excitation light sources, the other end having a plurality of light emission ends, and the plurality of light emission ends are light emitting devices having the substantially rectangular shape. It is (closely) aligned with one surface (substantially rectangular surface) of the part.

〔本発明の別表現〕
なお、本発明は、以下のようにも表現され得る。 [Another expression of the present invention]
The present invention can also be expressed as follows.

すなわち、本発明に係る発光装置は、上記の課題を解決するために、配光特性基準が示されている照明装置に適用される発光装置であって、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発光部とを備え、上記発光部は、上記励起光源とは別体として形成されており、上記配光特性基準が規定する光照射領域の形状に対応した形状の発光面を有していることを特徴としている。   That is, the light-emitting device according to the present invention is a light-emitting device that is applied to an illuminating device for which a light distribution characteristic standard is shown in order to solve the above-described problem, and an excitation light source that emits excitation light; A light emitting unit that emits light by excitation light emitted from the excitation light source, and the light emitting unit is formed separately from the excitation light source, and corresponds to the shape of the light irradiation region defined by the light distribution characteristic standard It is characterized by having a light emitting surface of the shape.

照明装置に対して示された配光特性基準が規定する光照射領域を照らし、それ以外の領域を照らさないために、従来の照明装置では、遮光板を設けることにより光の出射範囲を制限している。この構成では、遮光板に遮られた光が無駄になる可能性が高い。   In order to illuminate the light irradiation area defined by the light distribution characteristic standard indicated for the illuminator and not illuminate other areas, the conventional illuminator limits the light emission range by providing a light shielding plate. ing. In this configuration, there is a high possibility that the light blocked by the light shielding plate is wasted.

これに対して、上記の構成によれば、励起光源が出射した励起光が発光部に照射されると発光部が発光し、発光面から光が出射される。この発光面は配光特性基準が規定する光照射領域の形状に対応した形状を有している。そのため、光照射領域の形状に対応した光線束を出射することができる。   On the other hand, according to said structure, when the excitation light which the excitation light source radiate | emitted is irradiated to a light emission part, a light emission part will light-emit and light will be radiate | emitted from a light emission surface. The light emitting surface has a shape corresponding to the shape of the light irradiation region defined by the light distribution characteristic standard. Therefore, it is possible to emit a light bundle corresponding to the shape of the light irradiation region.

したがって、配光特性基準が規定する光照射領域を効率良く照らすことができる。換言すれば、光照射領域以外の領域を照らす光線束を出射しないようにすることができる。それゆえ、従来の構成よりも光の利用効率を高めることができる。   Therefore, it is possible to efficiently illuminate the light irradiation area defined by the light distribution characteristic standard. In other words, it is possible not to emit a light bundle that illuminates an area other than the light irradiation area. Therefore, the light use efficiency can be increased as compared with the conventional configuration.

また、発光部は、励起光源とは別体として（独立に）形成されているため、励起光源の形状に関わりなく、発光部の形状を独自に簡単に成形できる。そのため、発光部を小型にすることにより、発光装置を小型にすることが容易にでき、従来よりも小型で高輝度の発光装置を実現できる。   Moreover, since the light emitting part is formed as a separate body (independently) from the excitation light source, the shape of the light emitting part can be easily and uniquely formed regardless of the shape of the excitation light source. Therefore, by reducing the size of the light emitting portion, it is possible to easily reduce the size of the light emitting device, and it is possible to realize a light emitting device that is smaller and has higher luminance than the conventional one.

また、上記照明装置は、自動車のすれ違い用前照灯であり、上記発光面は、自動車のすれ違い用前照灯に対して示される配光特性基準が規定する所定の照度以下の領域である暗領域の形状に対応した切り欠き形状を有していることが好ましい。   The lighting device is a vehicle headlight, and the light-emitting surface is a dark area that is an area below a predetermined illuminance defined by a light distribution characteristic standard indicated for the vehicle headlight. It is preferable to have a notch shape corresponding to the shape of the region.

自動車のすれ違い用前照灯に対して示される配光特性基準では、対向車の交通の妨げにならないように、所定の照度以下に維持すべき領域（暗領域と称する）が規定されている。   In the light distribution characteristic standard shown for a vehicle headlight, a region (referred to as a dark region) to be maintained below a predetermined illuminance is defined so as not to hinder the traffic of oncoming vehicles.

上記の構成によれば、発光面には、暗領域の形状に対応した切り欠き形状が形成されている。換言すれば、発光面のうち、暗領域に到達する光線束を出射する部分が削られている。それゆえ、暗領域を照らさない光線束を発光面から出射することができ、本発明を自動車のすれ違い用前照灯に好適に適用できる。   According to said structure, the notch shape corresponding to the shape of a dark region is formed in the light emission surface. In other words, the portion of the light emitting surface that emits the light bundle that reaches the dark region is cut away. Therefore, a light beam that does not illuminate a dark region can be emitted from the light emitting surface, and the present invention can be suitably applied to a vehicle headlight.

また、上記発光面の外縁の形状は、上記暗領域の形状に対応した２つの斜辺を有しており、上記２つの斜辺は、上記発光面の長軸方向に対して互いに異なる角度をなしていることが好ましい。   The shape of the outer edge of the light emitting surface has two oblique sides corresponding to the shape of the dark region, and the two oblique sides form mutually different angles with respect to the major axis direction of the light emitting surface. Preferably it is.

すれ違い用前照灯に対して示される配光特性基準では、光照射する領域（明領域）と所定の照度以下に維持すべき暗領域との境界線を「カットオフ」として規定している。この「カットオフ」には、水平方向に対して４５度と１５度との角度をなす２つの斜辺が含まれている。   In the light distribution characteristic standard shown for the passing headlamp, the boundary line between the light irradiation region (bright region) and the dark region to be maintained below a predetermined illuminance is defined as “cut-off”. This “cut-off” includes two hypotenuses that form an angle of 45 degrees and 15 degrees with respect to the horizontal direction.

上記の構成によれば、発光面の外縁の形状は、「カットオフ」の形状と対応する形状を有している。それゆえ、当該発光面から出射される光線束の断面形状の一部を、「カットオフ」の形状と対応する形状にすることができ、暗領域を照らさない光線束を発光面から出射することができる。   According to the above configuration, the shape of the outer edge of the light emitting surface has a shape corresponding to the shape of “cut-off”. Therefore, a part of the cross-sectional shape of the light beam emitted from the light emitting surface can be a shape corresponding to the shape of “cut-off”, and the light beam that does not illuminate the dark region is emitted from the light emitting surface. Can do.

また、上記発光面は、その長軸方向における第１端部と、上記長軸方向において当該第１端部とは反対側に位置する第２端部とを有し、上記第１端部の、上記長軸方向に対して垂直な短軸方向における幅は、上記第２端部の上記短軸方向における幅よりも広いことが好ましい。   The light emitting surface has a first end in the major axis direction and a second end located on the opposite side of the first end in the major axis direction. The width in the minor axis direction perpendicular to the major axis direction is preferably wider than the width in the minor axis direction of the second end portion.

自動車のすれ違い用前照灯に要求される配光特性基準が規定する光照射領域は、歩道を確実に照らすために、歩道側においては、鉛直方向における光照射角度の範囲が広い。これに対して、対向車道側では、対向車を照らさないために、鉛直方向における光照射角度の範囲が狭い。   In order to illuminate the sidewalk reliably, the light irradiation area defined by the light distribution characteristic standard required for the headlight for passing cars has a wide range of light irradiation angles in the vertical direction on the sidewalk side. On the other hand, on the oncoming road side, in order not to illuminate the oncoming vehicle, the range of the light irradiation angle in the vertical direction is narrow.

上記の構成によれば、発光体の発光面は、その長軸方向において第１端部と、第２端部とを有している。第２端部は、長軸方向において第１端部とは反対側に位置している。そして、第１端部の短軸方向における幅は、第２端部の短軸方向における幅よりも広い。   According to said structure, the light emission surface of a light-emitting body has a 1st end part and a 2nd end part in the major axis direction. The second end is located on the side opposite to the first end in the long axis direction. The width of the first end portion in the minor axis direction is wider than the width of the second end portion in the minor axis direction.

それゆえ、自動車のすれ違い用前照灯に要求される配光特性基準が示す光照射領域を効率良く照らすことができる。   Therefore, it is possible to efficiently illuminate a light irradiation region indicated by a light distribution characteristic standard required for a headlight for passing a vehicle.

また、上記発光装置は、上記励起光源が出射した励起光を受け取る少なくとも１つの入射端部と当該入射端部から入射した励起光を出射する複数の出射端部とを有する導光部をさらに備え、上記複数の出射端部は、上記発光部における互いに異なる部分に対して上記励起光を出射することが好ましい。   The light emitting device further includes a light guide unit having at least one incident end that receives the excitation light emitted from the excitation light source and a plurality of emission ends that emit the excitation light incident from the incident end. Preferably, the plurality of emission end portions emit the excitation light to different portions of the light emitting portion.

上記の構成によれば、導光部は、励起光源が出射した励起光を受け取る少なくとも１つの入射端部と当該入射端部から入射した励起光を出射する複数の出射端部とを有している。これら複数の出射端部は、発光部における互いに異なる部分に対して励起光を出射する。   According to said structure, a light guide part has at least 1 incident edge part which receives the excitation light which the excitation light source radiate | emitted, and several output edge part which radiate | emits the excitation light which injected from the said incident edge part. Yes. The plurality of emission end portions emit excitation light to different portions of the light emitting portion.

それゆえ、発光部の一箇所に励起光を集中的に照射するよりも効率良く発光部を発光させることができる。   Therefore, the light emitting unit can be made to emit light more efficiently than when the excitation light is intensively applied to one place of the light emitting unit.

また、上記発光部は、上記出射端部から出射される励起光を受光する受光面を有しており、上記複数の出射端部は、上記受光面に対して所定のパターンで配列されていることが好ましい。   The light emitting unit has a light receiving surface that receives excitation light emitted from the light emitting end, and the plurality of light emitting end portions are arranged in a predetermined pattern with respect to the light receiving surface. It is preferable.

上記の構成によれば、複数の出射端部からの出射光によって形成される受光面における複数の投影像は、所定のパターンを形成する。この所定のパターンを適切に設定することにより、配光特性基準を満たす、発光部からの光線束を実現することが容易になる。例えば、自動車のすれ違い用前照灯に要求される配光特性基準では、自車の真正面付近を他の箇所よりも明るくすることが規定されている。そこで、出射端部を受光面の中央部分に対して密に配置することにより上記配光特性基準を満たすことができる。   According to said structure, the some projection image in the light-receiving surface formed with the emitted light from a some output edge part forms a predetermined pattern. By appropriately setting the predetermined pattern, it becomes easy to realize a light bundle from the light emitting unit that satisfies the light distribution characteristic standard. For example, in the light distribution characteristic standard required for a headlight for passing a car, it is stipulated that the vicinity of the front of the own vehicle is brighter than other parts. Therefore, the light distribution characteristic standard can be satisfied by arranging the emitting end portion densely with respect to the central portion of the light receiving surface.

また、上記発光装置は、上記発光面から出射される光の一部を遮るとともに、上記発光部と当接することにより当該発光部の熱を逃がす遮光部をさらに備えることが好ましい。   Moreover, it is preferable that the light emitting device further includes a light shielding unit that blocks part of light emitted from the light emitting surface and releases heat of the light emitting unit by contacting the light emitting unit.

上記の構成により、発光面から出射される光の投影像の形状をより厳密に規定することができるとともに発光部を冷却することができる。   With the above configuration, the shape of the projected image of the light emitted from the light emitting surface can be more strictly defined and the light emitting unit can be cooled.

本発明に係る照明装置は、上記発光装置と、上記発光部から出射した光を反射する反射鏡とを備えることを特徴としている。   An illumination device according to the present invention includes the light emitting device and a reflecting mirror that reflects light emitted from the light emitting unit.

上記の構成によれば、発光部から出射した光は、反射鏡によって反射され、例えば、所定の立体角内を進む光線束が形成される。発光面は、照明装置に要求される配光特性基準が示す光照射領域の形状に対応した形状を有しているため、光照射領域の形状に対応した光線束を出射することができる。それゆえ、光利用効率の高い照明装置を実現できる。   According to said structure, the light radiate | emitted from the light emission part is reflected by a reflective mirror, for example, the light beam which advances within the predetermined solid angle is formed. Since the light emitting surface has a shape corresponding to the shape of the light irradiation area indicated by the light distribution characteristic standard required for the illumination device, a light beam corresponding to the shape of the light irradiation area can be emitted. Therefore, a lighting device with high light utilization efficiency can be realized.

また、発光部は、励起光源とは別体として（独立に）形成されているため、励起光源の形状に関わりなく、発光部の形状を独自に簡単に成形できる。そのため、発光部を小型にすることにより、発光装置を小型にすることが容易にでき、従来よりも小型で高輝度の照明装置を実現できる。   Moreover, since the light emitting part is formed as a separate body (independently) from the excitation light source, the shape of the light emitting part can be easily and uniquely formed regardless of the shape of the excitation light source. Therefore, by reducing the size of the light emitting portion, it is possible to easily reduce the size of the light emitting device, and it is possible to realize a lighting device that is smaller and brighter than the conventional one.

また、上記発光装置と、当該発光装置が備える発光部から出射した光を反射する反射鏡とを備える車両用前照灯も本発明の技術的範囲に含まれる。   Moreover, the vehicle headlamp provided with the said light-emitting device and the reflective mirror which reflects the light radiate | emitted from the light emission part with which the said light-emitting device is provided is also contained in the technical scope of this invention.

本発明に係る投影装置は、上記の課題を解決するために、所望の形状の投影像を投影する投影装置であって、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発光部とを備え、上記発光部は、上記励起光源とは別体として形成されており、上記投影像の形状に対応した形状の発光面を備えることを特徴としている。   In order to solve the above-described problem, a projection apparatus according to the present invention projects a projection image having a desired shape, and includes an excitation light source that emits excitation light, and excitation light that is emitted from the excitation light source. The light emitting unit is formed as a separate body from the excitation light source, and has a light emitting surface having a shape corresponding to the shape of the projected image.

上記の構成によれば、所望される投影像の形状に対応した形状の発光面から光が出射される。そのため、投影像の形状を既定するための、遮光板、透光フィルタなどの遮光部材を用いなくても所望の投影像を形成できる。従って、遮光部材を用いることによって生じる光のロスを抑えることができ、光の利用効率を高めることができる。   According to said structure, light is radiate | emitted from the light emission surface of the shape corresponding to the shape of the desired projection image. Therefore, a desired projection image can be formed without using a light shielding member such as a light shielding plate or a light transmission filter for defining the shape of the projection image. Therefore, light loss caused by using the light shielding member can be suppressed, and light utilization efficiency can be increased.

また、発光部は、励起光源とは別体として（独立に）形成されているため、励起光源の形状に関わりなく、発光部の形状を独自に簡単に成形できる。そのため、発光部を小型にすることにより、投影装置を小型にすることが容易にでき、従来よりも小型で高輝度の投影装置を実現できる。   Moreover, since the light emitting part is formed as a separate body (independently) from the excitation light source, the shape of the light emitting part can be easily and uniquely formed regardless of the shape of the excitation light source. For this reason, by reducing the size of the light emitting unit, it is possible to easily reduce the size of the projection apparatus, and it is possible to realize a projection apparatus that is smaller and brighter than the conventional one.

また、上記投影装置は、複数の上記発光部を備え、上記励起光の照射対象となる発光部を切り換える切り換え機構をさらに備えていることが好ましい。   The projection apparatus preferably includes a plurality of the light emitting units, and further includes a switching mechanism that switches the light emitting units to be irradiated with the excitation light.

上記の構成により、励起光の照射対象となる発光部を切り換えることができ、１つの投影装置で複数の投影像を投影することができる。   With the above configuration, the light emitting unit to be irradiated with the excitation light can be switched, and a plurality of projection images can be projected by one projection device.

また、上記投影装置は、上記発光面から出射される光の一部を遮るとともに、上記発光部と当接することにより当該発光部の熱を逃がす遮光部をさらに備えていることが好ましい。   In addition, it is preferable that the projection apparatus further includes a light shielding unit that blocks part of light emitted from the light emitting surface and releases heat of the light emitting unit by contacting the light emitting unit.

上記の構成により、発光面から出射される光の投影像の形状をより厳密に規定することができるとともに発光部を冷却することができる。   With the above configuration, the shape of the projected image of the light emitted from the light emitting surface can be more strictly defined and the light emitting unit can be cooled.

また、上記発光部は、透明板に蛍光体を定着させたものであることが好ましい。   Moreover, it is preferable that the said light emission part is what fixed the fluorescent substance to the transparent plate.

上記の構成によれば、インクジェット法などの液滴吐出方法を利用して透明板上に所望の形状の発光部を容易に形成することができる。   According to said structure, the light emission part of a desired shape can be easily formed on a transparent plate using droplet discharge methods, such as an inkjet method.

また、上記発光部は、上記透明板に複数の色の蛍光体を定着させたものであることが好ましい。   Moreover, it is preferable that the said light emission part fixes the fluorescent substance of several colors on the said transparent plate.

上記の構成により、インクジェット法などの液滴吐出方法を利用して透明板上に形成した発光部を、複数の色の蛍光体を含むものにすることができ、複数の色を有する投影像を形成することができる。   With the above configuration, the light emitting portion formed on the transparent plate using a droplet discharge method such as an inkjet method can include phosphors of a plurality of colors, and a projected image having a plurality of colors can be obtained. Can be formed.

また、上記発光部は、光の３原色を発する蛍光体をそれぞれ含む３種類の液を用いて点描画することにより形成されたものであることが好ましい。   Moreover, it is preferable that the said light emission part is formed by carrying out point drawing using three types of liquids each containing the fluorescent substance which emits three primary colors of light.

上記の構成によれば、光の３原色（赤色、緑色、青色）の蛍光体を用いて点描画することにより、多彩な色および形状の発光部を形成できる。その結果、多彩な色および形状の投影像を形成することができる。   According to said structure, the light emission part of various colors and shapes can be formed by carrying out point drawing using the phosphor of the three primary colors (red, green, blue) of light. As a result, projection images of various colors and shapes can be formed.

以上のように、本発明に係る発光装置は、配光特性基準が示されている照明装置に適用される発光装置であって、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発光部とを備え、上記発光部は、上記励起光源とは別体として形成されており、上記配光特性基準が規定する光照射領域の形状に対応した形状の発光面を有している構成である。   As described above, the light-emitting device according to the present invention is a light-emitting device that is applied to an illuminating device in which a light distribution characteristic standard is shown, and is emitted from the excitation light source that emits excitation light and the excitation light source. A light emitting portion that emits light by excitation light, and the light emitting portion is formed separately from the excitation light source, and has a light emitting surface having a shape corresponding to the shape of the light irradiation region defined by the light distribution characteristic standard. It is the structure which has.

それゆえ、配光特性基準が規定する光照射領域を効率良く照らすことができ、従来の構成よりも光の利用効率を高めることができるとともに、従来よりも小型で高輝度の発光装置を実現できるという効果を奏する。   Therefore, it is possible to efficiently illuminate the light irradiation region defined by the light distribution characteristic standard, and it is possible to increase the light utilization efficiency as compared with the conventional configuration, and it is possible to realize a light emitting device that is smaller and has higher luminance than the conventional one. There is an effect.

本発明に係る投影装置は、所望の形状の投影像を投影する投影装置であって、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発光部とを備え、上記発光部は、上記励起光源とは別体として形成されており、上記投影像の形状に対応した形状の発光面を備える構成である。   A projection apparatus according to the present invention is a projection apparatus that projects a projection image of a desired shape, and includes an excitation light source that emits excitation light, and a light emitting unit that emits light by excitation light emitted from the excitation light source, The light emitting unit is formed separately from the excitation light source, and includes a light emitting surface having a shape corresponding to the shape of the projected image.

それゆえ、遮光部材を用いることによって生じる光のロスを抑えることができ、光の利用効率を高めることができるとともに、従来よりも小型で高輝度の投影装置を実現できるという効果を奏する。   Therefore, the light loss caused by using the light shielding member can be suppressed, the light use efficiency can be increased, and a projection device having a smaller size and higher luminance than the conventional one can be realized.

また、本発明は、以下のようにも表現され得る。   The present invention can also be expressed as follows.

すなわち、本発明に係る照明装置は、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発光部とを備え、上記発光部は、少なくとも上記発光部の発光面を上面としたときの側面のみにおいて遮光部に当接しており、上記発光面の形状に対応する形状の投影像を外部に投影する光学系をさらに有し、上記遮光部は、上記発光部よりも上記光学系側に延出し、上記光学系側から見て上記発光面を覆わないように形成されていることを特徴とする。   That is, the illumination device according to the present invention includes an excitation light source that emits excitation light and a light emitting unit that emits light by excitation light emitted from the excitation light source, and the light emitting unit includes at least a light emitting surface of the light emitting unit. The optical system further projects an external projection image having a shape corresponding to the shape of the light emitting surface. It extends to the optical system side and is formed so as not to cover the light emitting surface when viewed from the optical system side.

また、本発明に係る照明装置において、上記発光面は、配光特性基準が規定する明領域の形状に対応した形状を有していることが好ましい。   In the illumination device according to the present invention, it is preferable that the light emitting surface has a shape corresponding to a shape of a bright region defined by a light distribution characteristic standard.

また、本発明に係る照明装置において、上記発光部は、切り欠き形状を有し、上記遮光部は、上記発光部の切り欠き形状と嵌合する切り欠き部を有し、上記発光部の切欠き形状と上記遮光部の切欠き部とは、互いに接触していることが好ましい。   In the illumination device according to the present invention, the light emitting unit has a cutout shape, and the light shielding unit has a cutout portion that fits into the cutout shape of the light emitting unit. It is preferable that the notch shape and the notch portion of the light shielding portion are in contact with each other.

また、本発明に係る照明装置において、上記励起光源は、半導体レーザであることが好ましい。   In the illumination device according to the present invention, the excitation light source is preferably a semiconductor laser.

また、本発明に係る照明装置において、上記励起光源と上記発光部とは分離しており、
上記励起光源が出射した上記励起光を上記発光部へ導く導光部を備えることが好ましい。 Further, in the illumination device according to the present invention, the excitation light source and the light emitting unit are separated,
It is preferable to include a light guide unit that guides the excitation light emitted from the excitation light source to the light emitting unit.

また、本発明に係る照明装置において、上記導光部は複数の出射端部を有し、複数の上記出射端部は、上記発光部における互いに異なる部分に対して上記励起光を出射することが好ましい。   Further, in the illumination device according to the present invention, the light guide portion has a plurality of emission end portions, and the plurality of emission end portions emit the excitation light to different portions of the light emitting portion. preferable.

また、本発明に係る照明装置において、上記発光部は、形状の互いに異なる複数の発光部であり、上記励起光の照射対象となる発光部を切り換える切り換え機構が設けられていることが好ましい。   In the illumination device according to the present invention, it is preferable that the light emitting unit is a plurality of light emitting units having different shapes, and a switching mechanism for switching the light emitting unit to be irradiated with the excitation light is provided.

また、本発明に係る車両用前照灯は、本発明に係る照明装置を備えることが好ましい。   The vehicle headlamp according to the present invention preferably includes the lighting device according to the present invention.

以上のように、本発明に係る発光装置は、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発光部とを備え、上記発光部は、少なくとも上記発光部の発光面を上面としたときの側面において遮光部に当接しており、上記発光面の形状に対応する形状の投影像を外部に投影する光学系をさらに有する。   As described above, the light emitting device according to the present invention includes the excitation light source that emits the excitation light and the light emission unit that emits light by the excitation light emitted from the excitation light source, and the light emission unit includes at least the light emission unit. It further has an optical system that is in contact with the light shielding portion on the side surface when the light emitting surface is the upper surface, and projects a projected image having a shape corresponding to the shape of the light emitting surface to the outside.

本発明は、高輝度で長寿命な発光装置、特に車両用等のすれ違い用前照灯に適用することができる。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be applied to a light emitting device having high brightness and a long life, particularly a passing headlamp for a vehicle or the like.

１ ヘッドランプ（発光装置、照明装置、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）
５ 光ファイバー（導光部）
５ａ 出射端部
５ｂ 入射端部
７ 発光部
７ａ レーザ光照射面（受光面）
７ｂ 発光面
８ 反射鏡
３０ 半導体レーザ（励起光源）
５０ ヘッドランプ（発光装置、照明装置、車両用前照灯）
７５ 発光部
７６ 発光部
７７ 発光部
８０ 投影装置
８１ 発光部
８２ 遮光部
８５ 透明板 1 Headlamp (light emitting device, lighting device, vehicle headlamp)
2 Semiconductor laser array (excitation light source)
3 Semiconductor laser (excitation light source)
5 Optical fiber (light guide)
5a Emission end portion 5b Incident end portion 7 Light emitting portion 7a Laser light irradiation surface (light receiving surface)
7b Light emitting surface 8 Reflecting mirror 30 Semiconductor laser (excitation light source)
50 Headlamps (light emitting devices, lighting devices, vehicle headlamps)
75 Light-emitting unit 76 Light-emitting unit 77 Light-emitting unit 80 Projector 81 Light-emitting unit 82 Light-shielding unit 85 Transparent plate

Claims (5)

所望の形状の投影像を形成する照明装置であって、
励起光により発光する発光部を備え、
上記発光部は、
上記所望の形状に対応した形状を有する型に蛍光体を注入し、上記蛍光体を焼成することにより形成され、
上記励起光を受光する受光面の全面にわたって上記励起光を照射されるように配置されることを特徴とする照明装置。 An illumination device that forms a projection image of a desired shape,
It has a light emitting part that emits light by excitation light,
The light emitting part
It is formed by injecting a phosphor into a mold having a shape corresponding to the desired shape and firing the phosphor .
An illumination device, wherein the excitation light is disposed over the entire light receiving surface that receives the excitation light. 所望の形状の投影像を形成する照明装置であって、
励起光により発光する発光部を備え、
上記発光部は、
上記所望の形状に対応する形状となるように、蛍光体を含む液滴を吐出し、上記蛍光体を焼成することにより形成され、
上記励起光を受光する受光面の全面にわたって上記励起光を照射されるように配置されることを特徴とする照明装置。 An illumination device that forms a projection image of a desired shape,
It has a light emitting part that emits light by excitation light,
The light emitting part
As a shape corresponding to the desired shape, and discharging a droplet containing a fluorescent material is formed by firing the phosphor,
An illumination device, wherein the excitation light is disposed over the entire light receiving surface that receives the excitation light. 上記発光部の上記受光面、および発光する発光面以外の側面を覆う遮光部を備えており、
上記遮光部は、上記発光面よりも光出射方向に延出していることを特徴とする請求項１または２に記載の照明装置。 A light-shielding portion that covers the light-receiving surface of the light-emitting portion and side surfaces other than the light-emitting surface that emits light,
The lighting device according to claim 1, wherein the light shielding portion extends in a light emitting direction from the light emitting surface. 上記発光部は、直線状の辺を有することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の照明装置。   The lighting device according to claim 1, wherein the light emitting unit has a straight side. 上記発光部は、配光特性基準が規定する明領域の形状に対応した形状を有することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の照明装置。
The lighting device according to any one of claims 1 to 4, wherein the light emitting unit has a shape corresponding to a shape of a bright region defined by a light distribution characteristic standard.
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