WO2013141054A1 - 照明装置および車両用前照灯 - Google Patents

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WO2013141054A1
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light emitting
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angle distribution
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高橋　幸司
ジェームス・サックリング
デビッド・モンゴメリー
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シャープ株式会社
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    • F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/30—Semiconductor lasers

Definitions

  • the present invention relates to an illumination device including a semiconductor light emitting element and a vehicle headlamp.
  • LEDs Light Emitting Diodes
  • LDs Laser Diodes
  • Patent Document 1 discloses an illuminating device that irradiates a light emitting unit including a phosphor with a laser beam using an LD and uses fluorescence emitted from the light emitting unit as illumination light. Has been. In this illumination device, the fluorescence emitted from the light emitting unit is reflected by the reflector and emitted toward a predetermined light projection range.
  • Patent Document 1 does not describe a technique for changing the projection range, and cannot contribute to the development of a technique for changing the projection range of illumination light.
  • the present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to change the projection range of the emitted illumination light with a simple configuration by changing the radiation angle distribution of the light emitting unit.
  • An object of the present invention is to provide a lighting device and a vehicle headlamp.
  • an illumination device includes a light emitting unit that emits light and a light projecting unit that projects light emitted from the light emitting unit, and the light emitting unit emits light.
  • the radiation angle distribution of the light can be changed at least between the first radiation angle distribution and a second radiation angle distribution wider than the first radiation angle distribution.
  • the light emitting unit can change the radiation angle distribution of the emitted light at least between the first radiation angle distribution and the second radiation angle distribution wider than the first radiation angle distribution. It is. Therefore, the light projecting range in which the light emitted from the light emitting unit with the first radiation angle distribution is projected by the light projecting unit, and the light emitted from the light projecting unit with the second radiation angle distribution by the light projecting unit.
  • the light projection range to be projected can be made different.
  • the light emitting unit includes at least a first light emitting portion that emits light with the first radiation angle distribution and a second light that emits light with the second radiation angle distribution. It is preferable that one of the first light-emitting portion and the second light-emitting portion selectively emit light.
  • the light emitting unit includes at least a first light emitting part that emits light with a first radiation angle distribution and a second light emitting part that emits light with a second radiation angle distribution, One of the light emitting portion and the second light emitting portion is selectively caused to emit light. Therefore, the radiation angle distribution of the light emitted from the light emitting unit can be changed between the first radiation angle distribution and the second radiation angle distribution.
  • the light projection range of the illumination light emitted from the illumination device can be changed by selectively causing one of the first light emission portion and the second light emission portion to emit light.
  • the light-emitting unit includes a phosphor that receives excitation light and emits fluorescence that is the light, and one of the first light-emitting part and the second light-emitting part includes: It is preferable that the excitation light is selectively irradiated.
  • the light emitting unit includes a phosphor that emits fluorescence upon receiving excitation light, and excitation light is selectively irradiated to one of the first light emitting portion and the second light emitting portion. Therefore, one of the first light emitting portion and the second light emitting portion irradiated with the excitation light can be selectively emitted to emit fluorescence.
  • the illuminating device further includes a movable placing portion on which the light emitting portion is placed, and the placing portion is provided on one of the first light emitting portion and the second light emitting portion. It is preferable to change the relative position or angle of the light emitting unit with respect to the excitation light so that the excitation light is irradiated.
  • the mounting unit is provided to change the relative position or angle of the light emitting unit with respect to the excitation light so that one of the first light emitting part and the second light emitting part is irradiated with the excitation light.
  • a light emitting unit is mounted on the mounting unit. Therefore, it is possible to irradiate one of the first light emitting portion and the second light emitting portion with excitation light by controlling the movable mounting portion.
  • the emission angle of the fluorescence emitted from the light emitting unit by selectively emitting one of the first light emitting part and the second light emitting part by controlling the mounting part. Distribution can be changed.
  • the excitation light is irradiated toward the focal point of the light projecting unit.
  • the fluorescence emitted from the first light emitting part or the second light emitting part can be efficiently projected far away by controlling the optical path by the light projecting unit.
  • the light projection characteristics of the apparatus can be improved.
  • the second light emitting portion has a shape larger in thickness than the first light emitting portion.
  • the emission angle distribution of the emitted fluorescence varies depending on the shape of the light emitting part including the phosphor. Normally, the emission angle distribution of fluorescence becomes narrower as the thickness of the light-emitting portion becomes smaller, and the emission angle distribution of fluorescence becomes wider as the thickness of the light-emitting portion becomes larger. Therefore, by forming the second light emitting part in a shape having a thickness larger than that of the first light emitting part, the radiation angle distribution (second radiation angle distribution) of the second light emitting part is changed to the first light emitting part. The radiation angle distribution (first radiation angle distribution) can be made wider.
  • the first light emitting portion has a flat plate shape substantially parallel to a placement surface on which the light emitting portion is placed, and the second light emitting portion is as described above. It is preferable that the cross-sectional area parallel to the bottom surface is gradually reduced in a direction perpendicular to the bottom surface in contact with the placement surface.
  • the first light emitting portion has a flat plate shape substantially parallel to the mounting surface, and the second light emitting portion faces the bottom surface in a direction perpendicular to the bottom surface in contact with the mounting surface.
  • the cross-sectional area parallel to is gradually reduced. Therefore, the radiation angle distribution of the first light emitting part can be limited, and the radiation angle distribution of the second light emitting part can be effectively widened.
  • the light emitting portion has a continuous shape with a gradually changing thickness, and a portion having an arbitrary thickness among the continuous shapes becomes the first light emitting portion. It is preferable that a portion having a larger thickness than the portion having the arbitrary thickness is the second light emitting portion.
  • the light emitting portion has a continuous shape with a gradually changing thickness.
  • a portion having an arbitrary thickness acts as the first light emitting portion
  • a portion having a larger thickness than the portion having the arbitrary thickness acts as the second light emitting portion.
  • the irradiation angle distribution of the fluorescence emitted from the light emitting unit can be gradually widened by irradiating the excitation light along the direction in which the thickness of the light emitting unit increases.
  • the light emitting portion has a ring shape.
  • the light emitting portion has a ring shape whose thickness gradually changes. Therefore, for example, by rotating the light emitting unit, it is possible to irradiate excitation light to a portion having a different thickness in the ring-shaped light emitting unit.
  • the excitation light is preferably laser light.
  • the phosphor included in the light emitting unit can be excited efficiently.
  • the light projecting characteristics of the lighting device can be improved.
  • the light emitting unit includes at least a first light emitting element that emits light with the first radiation angle distribution and a second light that emits light with the second radiation angle distribution. It is preferable that one of the first light emitting element and the second light emitting element is selectively lit.
  • the light emitting unit includes at least a first light emitting element that emits light with a first radiation angle distribution and a second light emitting element that emits light with a second radiation angle distribution, One of the first light emitting element and the second light emitting element is selectively lit. Therefore, the radiation angle distribution of the light emitted from the light emitting unit can be changed between the first radiation angle distribution and the second radiation angle distribution.
  • the light projection range of the illumination light emitted from the illumination device can be changed by selectively lighting one of the first light-emitting element and the second light-emitting element.
  • a movable mounting portion for mounting the first light emitting element and the second light emitting element, and lighting of the first light emitting element and the second light emitting element.
  • a lighting switching unit that switches between the first light emitting element and the second light emitting element at the focal point of the light projecting unit. It is preferable to turn on the first light emitting element or the second light emitting element arranged at the focal point.
  • a lighting switching unit that lights the first light emitting element or the second light emitting element arranged at the focal point when arranged at the focal point of the unit. Therefore, one of the first light emitting element and the second light emitting element can be turned on at the focal point of the light projecting unit.
  • the light emitted from the first light emitting element or the second light emitting element can be efficiently projected far away by controlling the optical path by the light projecting unit.
  • the light projection characteristics of the apparatus can be improved.
  • the first light emitting element and the second light emitting element are LEDs.
  • a 1st light emitting element and a 2nd light emitting element are LED, it radiate
  • the projection range of the illumination light to be emitted can be changed.
  • the mounting portion is provided so as to be slidable or rotatable.
  • the mounting portion is provided so as to be slidable or rotatable, the position or angle of the light emitting portion in the lighting device can be easily changed.
  • the light emitting unit can change the radiation angle distribution of the emitted light to three or more radiation angle distributions different from each other.
  • the light emitting unit can change the radiation angle distribution of the emitted light to three or more different radiation angle distributions, illumination is performed according to the radiation angle distribution that can be changed by the light emitting unit.
  • the projection range of the illumination light emitted from the apparatus can be changed.
  • the vehicle headlamp according to the present invention is characterized by including the above-described illumination device in order to solve the above-described problems.
  • the vehicle headlamp which can change the light projection range of the illumination light to radiate
  • the radiation angle distribution of the light emitted from the light emitting unit is changed between the first radiation angle distribution and the first radiation according to the speed of the vehicle on which the illumination device is mounted. It is preferable to change between two radiation angle distributions.
  • the vehicle headlamp changes the radiation angle distribution of the light emitted from the light emitting unit between the first radiation angle distribution and the second radiation angle distribution according to the speed of the vehicle. To do. Therefore, the projection range of the illumination light emitted from the illumination device can be changed according to the speed of the vehicle.
  • the radiation angle distribution of the light emitted from the light emitting unit is changed from the first radiation angle distribution to the second radiation angle distribution, thereby Can be illuminated by a vehicular headlamp.
  • the traveling speed of the vehicle exceeds a predetermined speed, the radiation angle distribution of the light emitted from the light emitting unit is changed from the second radiation angle distribution to the first radiation angle distribution, so that the front of the vehicle Can be illuminated by a vehicle headlamp.
  • the illumination device includes a light emitting unit that emits light and a light projecting unit that projects light emitted from the light emitting unit, and the light emitting unit emits emitted light.
  • the angle distribution can be changed at least between the first radiation angle distribution and a second radiation angle distribution wider than the first radiation angle distribution.
  • an illumination device and a vehicle headlamp that can change the projection range of emitted illumination light with a simple configuration by changing the radiation angle distribution of the light emitting unit. There is an effect that can be.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of a headlight according to Embodiment 1.
  • FIG. It is a perspective view which shows the external appearance structure of the light emission part shown by FIG.
  • FIG. 2 is a top view of the headlight shown in FIG. 1.
  • (A) is the perspective view which showed typically the emission angle distribution of the fluorescence when the 1st light emission part was light-emitted, and the mode of light projection, (b) was made to light-emit the 2nd light emission part. It is the perspective view which showed typically the distribution of fluorescence and the mode of light projection at the time.
  • (A) is a top view showing the headlight when the first light emitting portion is arranged at the focal point of the reflector, and (b) is the head when the second light emitting portion is arranged at the focal point of the reflector. It is a top view which shows a light. It is a graph which shows the projection angle distribution of the illumination light projected from the reflector of the headlight shown by Fig.8 (a) and (b).
  • FIG. (A) And (b) is a perspective view which shows the external appearance structure of the modification regarding the light emission part shown by FIG. (A)-(c) is a perspective view which shows another modification regarding the light emission part shown by FIG. (A)-(c) is a perspective view which shows another modification regarding the light emission part shown by FIG. (A)-(c) is a perspective view which shows the other modification regarding the light emission part shown by FIG. (A) is a top view which shows the further another modification regarding the light emission part shown by FIG.
  • FIG. 2 is a perspective view which shows the cross-sectional shape of the ring-shaped light emission part shown by (a). . It is a top view which shows a headlight provided with the ring-shaped light emission part shown by Fig.15 (a) and (b). It is sectional drawing which shows an example of the mechanism which implement
  • FIG. (A) is sectional drawing which shows 1st LED shown by FIG. 18, (b) is sectional drawing which shows 2nd LED shown by FIG. It is a block diagram which shows the principal part structure of the headlight shown by FIG.
  • FIG. (A) is a top view showing the headlight when the first LED is arranged at the focal point of the reflector, and (b) is the headlight when the second LED is arranged at the focal point of the reflector.
  • FIG. (A) And (b) is sectional drawing which shows an example of the structure for controlling the radiation angle distribution of LED.
  • Embodiment 1 An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
  • a headlight (vehicle headlamp) 1 that satisfies the light distribution characteristic standard of a traveling headlamp (high beam) for an automobile is taken as an example of a vehicle headlamp including the lighting device according to the present invention. Will be described.
  • the vehicle headlamp according to the present invention may be a low-beam headlamp, and is used for a vehicle other than an automobile or a moving object (for example, a ship, an aircraft, a submersible, a rocket). It may be realized as a lamp.
  • the lighting device according to the present invention can be applied to, for example, a searchlight, a projector, a home lighting device, a commercial lighting device, an outdoor lighting device, etc. in addition to the vehicle headlamp.
  • the headlight 1 according to the present embodiment switches the light projection range of the illumination light emitted from the headlight 1 by selectively causing portions of the light emitting unit 4 having different shapes to emit light.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a headlight 1 according to the present embodiment.
  • the headlight 1 includes a laser element 2, a lens 3, a light emitting unit 4, a reflector (light projecting unit) 5, a mounting table (mounting unit) 7, a metal base 8, and a radiation fin 9. I have.
  • the laser element 2 is an excitation light source that oscillates laser light (excitation light).
  • the laser element 2 may have one light emitting point on one chip, or may have a plurality of light emitting points on one chip.
  • the wavelength of the laser beam of the laser element 2 is, for example, 405 nm (blue violet) or 450 nm (blue), but is not limited thereto, and is appropriately selected according to the type of phosphor included in the light emitting unit 4.
  • the laser element 2 is disposed in a state of being positioned so that the laser beam is irradiated toward the focal point P of the reflector 5 (see FIG. 3 and the like).
  • two laser elements 2 are provided, but the number of laser elements 2 is not limited to this, and may be one or three or more. However, in order to obtain a high-power laser beam, it is easier to use a plurality of laser elements 2. In this case, laser light is oscillated from each of the plurality of laser elements 2.
  • LED light emitting diode
  • the lens 3 is for adjusting (for example, enlarging) the irradiation range of the laser beam so that the laser beam oscillated from the laser element 2 is appropriately irradiated to the light emitting unit 4. Specifically, the lens 3 adjusts the irradiation range of the laser light so that the first light emitting part 4a or the second light emitting part 4b included in the light emitting unit 4 is appropriately irradiated with the laser light.
  • the lens 3 is disposed in each of the laser elements 2.
  • the light emitting unit 4 emits fluorescence (light) with different radiation angle distributions.
  • the light emitting unit 4 includes a phosphor that emits fluorescence upon receiving the laser light oscillated from the laser element 2.
  • the light emitting unit 4 is, for example, a phosphor in which a phosphor is dispersed inside a sealing material, or a phosphor that is solidified.
  • the light emitting unit 4 is a wavelength conversion element for converting laser light into fluorescence.
  • FIG. 2 is a perspective view showing an external configuration of the light emitting unit 4 shown in FIG. As shown in FIG. 2, the light emitting unit 4 includes a first light emitting portion 4 a and a second light emitting portion 4 b.
  • the first light emitting portion 4 a is a flat light emitting member that is substantially parallel to the mounting surface of the mounting table 7.
  • the first light emitting portion 4a has two long sides facing each other substantially parallel to a virtual axis (hereinafter referred to as a light projecting axis) that passes through the focal point P of the reflector 5 and extends in the main direction of light projection. It is mounted on the mounting table 7 in such a direction.
  • the first light emitting portion 4a is formed in, for example, a rectangular flat plate shape having a long side of 2 mm, a short side of 1 mm, and a thickness of 0.1 mm.
  • the second light emitting portion 4b is a three-dimensional light emitting member having a thickness larger than that of the first light emitting portion 4a.
  • the second light emitting portion 4b is formed so that the cross section perpendicular to the light projecting axis has a shape that is higher (thickness is greater) at the center than at both ends.
  • the second light emitting portion 4b is formed in a semi-cylindrical shape, and is mounted on the first light emitting portion 4a in a direction in which the rotation axis of the circumferential surface is substantially parallel to the light projecting axis. Is placed.
  • the second light-emitting portion 4b has, for example, a semi-cylindrical shape with a radius of 0.5 mm and a length of 1 mm, and is unevenly distributed on one short side of the first light-emitting portion 4a so as to form the first light-emitting portion 4a. Placed. In the present embodiment, the second light emitting portion 4b is placed on the first light emitting portion 4a in a state of being unevenly distributed on the opening 5a side of the reflector 5.
  • positioning relationship between the 1st light emission part 4a and the 2nd light emission part 4b is not specifically limited. For example, the 2nd light emission part 4b may be mounted in the 1st light emission part 4a in the state unevenly distributed by the closing part (bottom part) side of the reflector 5.
  • the emission angle distribution of emitted fluorescence differs between the first light emitting portion 4a and the second light emitting portion 4b due to the difference in shape. Since the fluorescence emitted from the surface of the light emitting unit 4 including the phosphor is emitted from an arbitrary position on the surface according to Lambert's cosine law, the surface is curved rather than the first light emitting portion 4a having a flat surface.
  • the second light emitting portion 4b has a wider radiation angle distribution as a whole. Therefore, the radiation angle distribution (second radiation angle distribution) of the cylindrical second light emitting portion 4b is wider than the radiation angle distribution (first radiation angle distribution) of the flat plate-shaped first light emitting portion 4a. It has become.
  • the light emission part 4 contains the 1st light emission part 4a and the 2nd light emission part 4b from which radiation angle distribution differs
  • a laser is used for one of the 1st light emission part 4a and the 2nd light emission part 4b.
  • fluorescence can be emitted from the light emitting unit 4 with different radiation angle distributions. Accordingly, it is possible to switch the projection range of the illumination light (fluorescence) emitted from the headlight 1 in accordance with the change in the radiation angle distribution of the light emitting unit 4. The principle of switching the light projection range in the headlight 1 will be described later.
  • Examples of the phosphor included in the light emitting unit 4 include an oxynitride phosphor (for example, a sialon phosphor), a nitride phosphor (for example, a CASN (CaAlSiN 3 ) phosphor), or a group III-V compound semiconductor nanoparticle.
  • a phosphor for example, indium phosphorus: InP
  • the fluorescent substance contained in the light emission part 4 is not limited to the above-mentioned thing, Other fluorescent substance may be sufficient.
  • the type of phosphor and the wavelength of the laser beam may be selected so that the illumination light of the headlight 1 has a desired range of chromaticity.
  • white light can be generated.
  • a yellow phosphor or green and red phosphor
  • a so-called blue laser having a peak wavelength in a wavelength range of 450 nm (blue) to 440 nm to 490 nm.
  • White light can be generated.
  • the sealing material of the light emitting unit 4 is, for example, a resin material such as a glass material (inorganic glass or organic-inorganic hybrid glass) or a silicone resin. Low melting glass may be used as the glass material.
  • the sealing material is preferably highly transparent, and when the laser beam has a high output, a material having high heat resistance is preferable.
  • the reflector 5 is a half parabolic mirror that reflects the fluorescence emitted from the light emitting unit 4 with a reflecting surface and forms a light bundle (illumination light) that travels within a predetermined solid angle.
  • the reflector 5 may be, for example, a resin member having a metal thin film formed on the surface thereof, or may be a metal member.
  • FIG. 3 is a perspective view showing an external configuration of the reflector 5 shown in FIG. As shown in FIG. 3, the reflector 5 has a semicircular opening 5a.
  • the reflector 5 is formed with a radius of 15 mm and a depth of 15 mm of the opening 5a, for example.
  • the reflector 5 is at least a part of a partial curved surface obtained by cutting a parabolic surface formed by rotating the parabola with the axis of symmetry of the parabola as a rotation axis by a plane including the rotation axis. As a reflecting surface. Thereby, the fluorescence emitted from the light emitting unit 4 can be efficiently projected within a predetermined solid angle, and as a result, the use efficiency of the fluorescence can be increased.
  • a mounting table 7 attached so as to be slidable along the projection axis is disposed.
  • the reflector 5 is formed with a window portion 6 for transmitting or passing the laser beam, and the laser element 2 is disposed outside the reflector 5.
  • the window 6 may be an opening or may include a transparent member that can transmit laser light.
  • a filter that transmits laser light and reflects white light may be provided as the window unit 6. Thereby, it is possible to prevent the fluorescence emitted from the light emitting part 4 from leaking from the window part 6.
  • the reflector 6 with the window 6, it is possible to irradiate the light emitting unit 4 with laser light through the window 6 from the outside of the reflector 5. Therefore, the freedom degree of arrangement
  • positioning of the laser element 2 can be raised. For example, it becomes easy to set the irradiation angle of the laser beam to the light emitting unit 4 to a preferable angle.
  • One common window portion 6 may be provided for the plurality of laser elements 2, or a plurality of window portions 6 corresponding to the respective laser elements 2 may be provided.
  • the reflector 5 is a half parabolic shape that is a partial curved surface obtained by cutting the parabola along a plane including the rotation axis.
  • the shape of the reflector 5 is not limited to this.
  • the shape of the reflector 5 may be a parabola or may be a partial curved surface of a part of a spheroid. That is, the reflector 5 only needs to include at least a part of a curved surface formed by rotating a figure (an ellipse, a circle, a parabola) about the rotation axis on the reflection surface.
  • the reflector 5 may be a free-form surface or a multi-faceted mirror.
  • the mounting table 7 is for mounting the light emitting unit 4 and is made of, for example, metal (for example, aluminum, copper, or iron). Therefore, the mounting table 7 has high thermal conductivity, and can efficiently receive the heat generated in the light emitting unit 4.
  • the mounting table 7 on which the light emitting unit 4 is mounted is not limited to one made of metal, and may be a member containing a material having high thermal conductivity other than metal (glass, sapphire, etc.). However, it is preferable that the surface of the mounting table 7 in contact with the light emitting unit 4 functions as a reflecting surface. Since the surface of the mounting table 7 in contact with the light emitting unit 4 is a reflecting surface, the laser light incident on the light emitting unit 4 is converted into fluorescence, and then reflected by the reflecting surface and can be directed to the reflector 5. . Alternatively, the laser light incident on the light emitting unit 4 can be reflected by the reflecting surface and again directed to the inside of the light emitting unit 4 to be converted into fluorescence.
  • FIG. 4 is a top view of the headlight 1 shown in FIG.
  • the mounting table 7 is provided in a recess 8 a formed in the metal base 8.
  • the mounting table 7 is attached to the metal base 8 at the focal point P of the reflector 5 so as to be slidable along the direction of the light projecting axis (the direction of the arrow in the figure). Therefore, by controlling the mounting table 7, one of the first light emitting part 4 a and the second light emitting part 4 b can be arranged at the focal point P of the reflector 5.
  • the laser element 2 is disposed in a state where the laser element 2 is positioned so that the laser beam is irradiated toward the focal point P of the reflector 5. Therefore, by controlling the mounting table 7 and placing one of the first light emitting portion 4a and the second light emitting portion 4b at the focal point P of the reflector 5, the first light emitting portion 4a and the first light emitting portion 4a at the focal point P are arranged.
  • One of the two light emitting portions 4b can selectively emit light. Accordingly, the fluorescent light emitted from the first light emitting portion 4a or the second light emitting portion 4b and having a different radiation angle distribution can be efficiently projected far away by controlling the optical path by the reflector 5.
  • the light projection characteristics of the light 1 can be improved.
  • FIG. 5 is a bottom view showing an example of the crank mechanism 70 that realizes the reciprocating motion of the mounting table 7 shown in FIG.
  • the crank mechanism 70 includes a crank disk 71 and a connecting rod 72.
  • the crank disk 71 is connected to a motor (not shown), and rotates in the direction of the arrow in the figure in response to the rotation of the motor.
  • the rotational movement of the crank disk 71 is controlled by the mounting table drive unit 11 (see FIG. 6).
  • the rotational movement of the crank disk 71 is transmitted to the mounting table 7 via the connecting rod 72.
  • the rotational motion of the crank disk 71 is transmitted to the mounting table 7 as a reciprocating motion. Therefore, the mounting table 7 can slide along the direction of the light projecting axis in accordance with the rotational movement of the crank disk 71.
  • the mounting table 7 is preferably made of the same material as the metal base 8 to which the mounting table 7 is attached. Thereby, the contact corrosion between the dissimilar metals which generate
  • the direction in which the mounting table 7 slides is not particularly limited, and may be attached to the metal base 8 so as to be slidable in a direction perpendicular to the light projecting axis or in an oblique direction, for example.
  • the second light emitting portion 4b is placed on the mounting table so that the rotation axis of the circumferential surface thereof is arranged at the focal point of the reflector 5 in a direction substantially parallel to the light projecting axis. 7 (first light emitting portion 4a).
  • the metal base 8 is a plate-like support member that supports the mounting table 7 and is made of metal (for example, aluminum, copper, or iron). Therefore, the metal base 8 has high thermal conductivity, and can receive heat generated by the light emitting unit 4 via the mounting table 7 and efficiently radiate heat.
  • the metal base 8 may be a member containing a material having high thermal conductivity other than metal (such as high thermal conductive ceramics).
  • the heat radiating fins 9 function as a heat radiating mechanism that radiates heat from the metal base 8.
  • the radiating fins 9 are made of a material having high thermal conductivity, like the mounting table 7 and the metal base 8.
  • the heat radiating fins 9 have a plurality of heat radiating plates, and the heat radiation efficiency is enhanced by increasing the contact area with the atmosphere.
  • FIG. 6 is a block diagram showing a main configuration of the headlight 1 shown in FIG. As shown in FIG. 6, the headlight 1 further includes a laser element driving unit 10, a mounting table driving unit 11, and a control unit 12.
  • the laser element driving unit 10 controls driving of the laser element 2. Specifically, the laser element driving unit 10 switches ON / OFF of the laser element 2 based on a control signal output from the control unit 12.
  • the laser element driving unit 10 starts supplying power to the laser element 2 and oscillates laser light from the laser element 2.
  • the laser element driving unit 10 ends the power supply to the laser element 2 and stops the oscillation of the laser light.
  • the mounting table drive unit 11 controls the driving of the mounting table 7. Specifically, the mounting table drive unit 11 controls the rotational movement of the crank disk 71 based on the control signal output from the control unit 12.
  • the mounting table driving unit 11 rotates the crank disk 71 by 180 degrees based on the control signal output from the control unit 12 to slide the mounting table 7 along the light projecting axis.
  • One of the first light emitting part 4 a and the second light emitting part 4 b of the light emitting unit 4 placed on the mounting table 7 is arranged at the focal point P of the reflector 5.
  • Control unit 12 The control part 12 controls each part with which the headlight 1 is provided comprehensively. For example, the control unit 12 switches the laser element 2 ON / OFF by controlling the laser element driving unit 10 in accordance with an input operation of the driver.
  • control unit 12 controls the mounting table driving unit 11 in accordance with the input operation of the driver or the traveling state of the vehicle, so that the first light emitting portion 4a of the light emitting unit 4 mounted on the mounting table 7 and The mounting table 7 is slid so that one of the second light emitting portions 4 b is disposed at the focal point P of the reflector 5.
  • the control part 12 switches the light projection range of the headlight 1 by selectively making one of the 1st light emission part 4a and the 2nd light emission part 4b light-emit in the focus P of the reflector 5.
  • FIG. 7A is a perspective view schematically showing the emission angle distribution of fluorescence and the state of light projection when the first light emitting portion 4a is caused to emit light
  • FIG. It is the perspective view which showed typically the radiation angle distribution of the fluorescence when the light emission part 4b was light-emitted, and the mode of light projection.
  • the fluorescence emitted from the first light emitting portion 4a is emitted.
  • the radiation angle distribution is relatively narrow.
  • the semi-cylindrical second light emitting portion 4b is irradiated with laser light to emit light, the emission angle distribution of the fluorescence emitted from the second light emitting portion 4b is obtained.
  • the radiation angle distribution in the horizontal direction perpendicular to the light projection axis becomes relatively wide.
  • the fluorescence emitted from the surface of the light emitting unit 4 including the phosphor is emitted from an arbitrary position on the surface according to Lambert's cosine law. This is because the radiation angle distribution as a whole is wider in the second light emitting portion 4b having a curved surface than in 4a.
  • FIG. 8A is a top view showing the headlight 1 when the first light emitting portion 4a is disposed at the focal point P of the reflector 5
  • FIG. 8B is a diagram showing the second light emitting portion 4b being the reflector.
  • 6 is a top view showing the headlight 1 when it is disposed at a focal point 5 of FIG.
  • FIG. 9 is a graph showing the projection angle distribution of the illumination light projected from the reflector 5 of the headlight 1 shown in FIGS. 8 (a) and 8 (b).
  • the broken line in FIG. 9 has shown the projection angle distribution when the 1st light emission part 4a arrange
  • the solid line in FIG. 9 has shown the projection angle distribution when the 2nd light emission part 4b arrange
  • the projection angle of the illumination light projected from the reflector 5 is about ⁇ 5 degrees, Light is projected from the reflector 5 at a relatively narrow angle.
  • the projection angle of the illumination light projected from the reflector 5 is about ⁇ 8 degrees, and the focal point P of the reflector 5 The light is emitted from the reflector 5 at a relatively wide angle as compared with the case where the arranged first light emitting portion 4a emits light.
  • Etendue is an invariant that relates the cross-sectional area of the light beam passing through the optical system and the spatial spread of the light beam, and is always preserved from the light source to the light projecting system to the light projecting range.
  • the value can be simply expressed by the following equation (1).
  • E (etendue) (light emitting area of light source) x (radiant solid angle of light source)
  • the emission area of the light source (the spread of laser light) and the optical area of the reflector 5 are unchanged, while the radiation angle distribution (radiation solid angle of the light source) of the light emitting unit 4 is variable. Therefore, according to said Formula (1), according to the radiation angle distribution of the light emission part 4, the light projection angle radiate
  • the etendue of the light emitting unit 4 when the second light emitting portion 4b emits light is larger than the etendue when the first light emitting portion 4a emits light, the etendue from the reflector 5 at a wider angle. Illumination light can be projected.
  • a method of changing the etendue of the light source for example, a method of changing the light emitting area of the light emitting unit 4 (changing the spread of the laser light) can be considered.
  • the headlight 1 it is possible to change the etendue by selectively irradiating the laser light to portions having different surface shapes of the light emitting unit 4 while keeping the laser light irradiation area constant. It is. Therefore, it can be said that it is excellent in that the etendue can be accurately changed with a simpler configuration.
  • FIG. 10 is a top view for explaining changes in the projection ranges A1 and A2 of the illumination light projected from the reflector 5 of the headlight 1 shown in FIGS. 8 (a) and 8 (b).
  • A1 in FIG. 10 is a light projection range when the first light emitting portion 4a emits light in a state where the first light emitting portion 4a shown in FIG. 8A is arranged at the focal point P of the reflector 5.
  • A2 in FIG. 10 is a light projection range when the second light emitting portion 4b emits light in a state where the second light emitting portion 4b shown in FIG. 8B is arranged at the focal point P of the reflector 5. Is shown.
  • the illumination light projected from the reflector 5 has a relatively narrow horizontal width. Light is projected toward the light range A1. Therefore, only the front of the vehicle c can be illuminated brighter to a greater distance.
  • the illumination light projected from the reflector 5 passes through the first light emitting portion 4a arranged at the focal point P of the reflector 5.
  • the light is projected toward a light projection range A2 having a relatively wide horizontal width as compared with the case of emitting light. Therefore, a wider range including the front periphery of the vehicle c can be illuminated.
  • the illumination light emitted from the headlight 1 is selectively emitted by selectively emitting one of the first light emitting portion 4a and the second light emitting portion 4b.
  • the projection range can be switched between the projection range A1 and the projection range A2.
  • the projection distance (reach distance) of the illumination light is shortened. Therefore, in order to make the projection distance of the illumination light approximately the same, when the illumination light is projected toward a wider range in the horizontal direction, control such as increasing the output of the laser element 2 is performed. Thus, the luminous flux of the laser light applied to the second light emitting portion 4b may be increased.
  • the control unit 12 controls the mounting table driving unit 11 so that the first light emitting portion 4 a is disposed at the focal point P of the reflector 5.
  • the mounting table 7 is slid. Accordingly, the illumination light projection range is switched from the projection range A2 to the projection range A1 by causing the first emission portion 4a to emit light at the focal point P of the reflector 5 instead of the second emission portion 4b. Can do.
  • the control unit 12 controls the mounting table driving unit 11 so that the second light emitting portion 4 b is disposed at the focal point P of the reflector 5. Then, the mounting table 7 is slid. Accordingly, the second light emitting portion 4b emits light at the focal point P of the reflector 5 instead of the first light emitting portion 4a, so that the illumination light projection range of the headlight 1 is changed from the light projection range A1 to the light projection range. It is possible to switch to A2.
  • the first light-emitting portion 4a when traveling at high speed on a highway or the like, the first light-emitting portion 4a is caused to emit light so that a narrow range (light projection range A1) in front of the vehicle c is brightly illuminated.
  • the light emitting portion 4b is caused to emit light so that a wider range including the front periphery of the vehicle c (light projection range A2) can be illuminated.
  • the illumination light projection range can be switched between the projection range A1 and the projection range A2 according to the traveling speed of the vehicle c. Therefore, it is possible to secure a good visibility of the driver, and a safe driving environment can be realized.
  • the headlight 1 includes the light emitting unit 4 that emits fluorescence and the reflector 5 that projects the fluorescence emitted from the light emitting unit 4, and the light emitting unit 4 includes at least the first light emitting unit 4. It includes a first light emitting portion 4a that emits fluorescence with a single radiation angle distribution, and a second light emitting portion 4b that emits fluorescence with a second radiation angle distribution wider than the first radiation angle distribution.
  • the emission angle distribution of the fluorescence emitted from the light emitting unit 4 can be changed by selectively emitting light by irradiating one of the first light emitting portion 4a and the second light emitting portion 4b. .
  • the projection range of the emitted illumination light can be easily switched between the projection range A1 and the projection range A2.
  • a possible headlight 1 can be realized.
  • FIGS. 11A and 11B are perspective views showing a modification example of the light emitting unit 4 shown in FIG.
  • the 2nd light emission part 4b is not restricted to a semi-cylindrical shape, Other solid shapes may be sufficient.
  • the second light emitting portion 4b may have a triangular prism shape that is horizontally provided along the light projection axis.
  • the second light emitting portion 4b may have a trapezoidal columnar shape that is provided horizontally along the light projecting axis.
  • the second light emitting portion 4b has a pair of inclined surfaces facing each other so that a cross-sectional area parallel to the bottom surface gradually decreases in a direction perpendicular to the bottom surface in contact with the first light emitting portion 4a. Is placed on the first light emitting portion 4a. Therefore, according to the second light emitting portion 4b, since the fluorescence is emitted from one set of inclined surfaces, the radiation angle distribution in the horizontal direction perpendicular to the light projecting axis is more effective than the first light emitting portion 4a. Can be expanded.
  • (Modification 2) 12 (a) to 12 (c) are perspective views showing another modification example of the light emitting unit 4 shown in FIG. As shown in FIGS. 12 (a) to 12 (c), the first light emitting portion 4a and the second light emitting portion 4b of the light emitting unit 4 are not connected but are placed on the mounting table 7 in a state of being separated from each other. It may be.
  • the flat plate-shaped first light emitting portion 4a and the semi-cylindrical second light emitting portion 4b are mounted on the mounting table 7 in a state of being separated from each other. It may be.
  • the flat plate-shaped first light emitting portion 4a and the triangular prism-shaped second light emitting portion 4b are mounted on the mounting table 7 in a state of being separated from each other. It may be.
  • the flat plate-shaped first light emitting portion 4a and the semi-cylindrical second light emitting portion 4b are mounted on the mounting table 7 in a state of being separated from each other. May be.
  • the first light emitting portion 4a is formed in a square flat plate shape having, for example, a vertical side of 1 mm, a horizontal side of 1 mm, and a thickness of 0.1 mm.
  • FIGS. 13A to 13C are perspective views showing still another modified example related to the light emitting unit 4 shown in FIG.
  • the light emitting section 4 has a shape including a third light emitting portion 4c in addition to the first light emitting portion 4a and the second light emitting portion 4b. Also good.
  • the light emitting section 4 is thicker than the flat plate-shaped first light emitting portion 4a, the semi-cylindrical second light emitting portion 4b, and the second light emitting portion 4b.
  • the shape may include a semi-cylindrical third light emitting portion 4c having a large.
  • the light emitting section 4 has a thickness larger than that of the flat plate-shaped first light emitting portion 4a, the triangular light emitting column shaped second light emitting portion 4b, and the second light emitting portion 4b.
  • the shape may include a large triangular prism-shaped third light emitting portion 4c. Further, as shown in FIG.
  • the light emitting section 4 is thicker than the flat plate-shaped first light emitting portion 4a, the trapezoidal columnar second light emitting portion 4b, and the second light emitting portion 4b.
  • the shape may include the third light emitting portion 4c having a trapezoidal column shape with a large.
  • the light emitting section 4 having such a shape is used, three different radiation angle distributions can be obtained by selectively emitting one of the first light emitting portion 4a, the second light emitting portion 4b, and the third light emitting portion 4c.
  • fluorescence can be emitted from the light emitting unit 4. Therefore, the projection range of the illumination projected from the headlight 1 can be switched in three stages.
  • the light emission part 4 may be a shape which can change the radiation angle distribution of the emitted light into four or more radiation angle distributions different from each other.
  • (Modification 4) 14 (a) to 14 (c) are perspective views showing other modified examples related to the light emitting unit 4 shown in FIG. As shown in FIGS. 14A to 14C, the light emitting section 4 may have a continuous shape whose thickness gradually changes.
  • the light emitting unit 4 has two end faces facing each other, one end face having a flat shape and the other end face having a semicircular shape. It may be a continuous shape in which the thickness gradually increases from the end toward the other end face.
  • the light emitting unit 4 has a flat shape on one end surface and a triangular shape on the other end surface, and the other end surface has a triangular shape. It may be a continuous shape whose thickness gradually increases toward the other end face.
  • the light emitting unit 4 has a flat shape on one end surface and a trapezoidal shape on the other end surface, and the trapezoidal shape on the other end surface. It may be a continuous shape whose thickness gradually increases toward the other end face.
  • the continuous light emitting part 4 is thicker than the part having the arbitrary thickness (the first light emitting part 4a) and the part having the arbitrary thickness.
  • the light emitting unit 4 has a shape in which the thickness gradually changes continuously, the emission angle distribution of emitted fluorescence is changed according to the thickness of the light emitting unit 4 that emits light. Therefore, the projection range of the headlight 1 can be changed to a desired range by controlling the irradiation position of the laser beam on the light emitting unit 4.
  • the light emitting unit 4 including a phosphor formed in a continuous shape with a gradually changing thickness when used, a portion having a different thickness of the light emitting unit 4 is excited to emit light from the reflector 5.
  • the projection range of the illuminated illumination light can be continuously changed.
  • this modification is excellent in that the characteristics such as the light projection range of the headlight 1 can be continuously changed.
  • FIG. 15A is a top view showing still another modification example of the light emitting unit 4 shown in FIG. 2, and FIG. 15B shows a cross-sectional shape of the ring-shaped light emitting unit 4 shown in FIG. It is a perspective view.
  • the light emitting section 4 may have a ring shape whose thickness gradually changes.
  • a part (first light emitting part 4a) having an arbitrary thickness in the light emitting part 4 and a part having a larger thickness than the part having the arbitrary thickness can be switched by selectively causing the second light emitting portion 4b) to emit light.
  • FIG. 16 is a top view showing the headlight 1a including the ring-shaped light emitting section 4 shown in FIGS. 15 (a) and 15 (b).
  • the ring-shaped light emitting unit 4 is mounted on the disk-shaped mounting table 7 so as to include the focal point P of the reflector 5.
  • This disk-shaped mounting table 7 is connected to a motor (see FIG. 17), and rotates (displaces) in the direction of the arrow in the figure in response to the rotational operation of the motor.
  • FIG. 17 is a cross-sectional view showing an example of a mechanism that realizes the rotational movement of the disk-shaped mounting table 7 shown in FIG.
  • a disk-shaped mounting table 7 is attached in a recess 8 a formed in the upper part of the metal base 8.
  • a ring-shaped light emitting section 4 is placed concentrically on the disk-shaped mounting table 7.
  • a motor 30 is disposed below the metal base 8, and this motor 30 is connected to a disk-shaped mounting table 7 through a shaft. Therefore, by controlling the driving of the motor 30, the disk-shaped mounting table 7 can be rotated in the direction of the arrow in FIG.
  • the rotational movement of the disk-shaped mounting table 7 is controlled so that a portion having a different thickness is located in the ring-shaped light emitting section 4 at the focal point P of the reflector 5.
  • the projection range of the illumination light emitted from the headlight 1a can be changed to a desired range.
  • the headlight 101 according to the present embodiment includes a first LED (first light emitting element) 104a and a second LED (second light emitting element) 104b. And mainly different.
  • FIG. 18 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of the headlight 101 according to the first embodiment.
  • the headlight 1 includes a light emitting unit 104, a reflector 5, a mounting table 7, a metal base 8, and heat radiating fins 9.
  • the light emitting unit 104 emits illumination light including fluorescence with different radiation angle distributions.
  • the light emitting unit 104 includes a first LED 104a that emits illumination light including fluorescence with a predetermined radiation angle distribution (first radiation angle distribution), and a wider radiation angle distribution (second radiation angle distribution) than the first LED 104a. ) And the second LED 104b that emits illumination light including fluorescence, and each is mounted on the mounting table 7.
  • FIG. 19A is a cross-sectional view showing the first LED 104a shown in FIG. 18, and FIG. 19B is a cross-sectional view showing the second LED 104b shown in FIG.
  • the first LED 104a includes an LED chip 105, a sealing material 106, a phosphor 108, a case body 109, a case electrode 111a, a case electrode 111b, and a heat sink 113.
  • the phosphors 108 are scattered around the LED chip 105.
  • the LED chip 105 and the phosphor 108 are sealed in the case body 109 by a sealing material 106.
  • the material of the phosphor 108 and the sealing material 106 may be the same as the material of the phosphor and the sealing material constituting the light emitting unit 4 described in the first embodiment, and is not particularly limited.
  • the LED chip 105 is mounted on a heat sink 113 made of a material having high thermal conductivity such as metal (aluminum, copper or iron).
  • the LED chip 105 is electrically connected to the case electrode 111a, which is an anode electrode (anode), and the case electrode 111b, which is a cathode electrode (cathode), via wiring, and power is supplied from these electrodes. .
  • the excitation light emitted from the LED chip 105 is irradiated onto the phosphor 108, whereby fluorescence is emitted from the phosphor 108, and illumination light including the fluorescence is emitted from the upper surface of the first LED 104a.
  • the surface (upper surface) shape of the sealing material 106 is formed flat, and illumination light including fluorescence is emitted from the flat upper surface. For this reason, in the first LED 104a, the emission of illumination light including fluorescence in the horizontal direction is restricted, so that the radiation angle distribution becomes relatively narrow.
  • the second LED 104b is such that the surface shape of the sealing material 107 is formed on the circumferential surface so that the radiation angle distribution of illumination light including fluorescence emitted from the first LED 104a is wider. Different from the first LED 104a.
  • the second LED 104b emits illumination light including fluorescence from the circumferential surface, and therefore has a radiation angle distribution that spreads in the horizontal direction as compared to the first light emitting portion 4a.
  • the second LED 104b is mounted on the mounting table 7 so that the rotation axis of the circumferential surface is substantially parallel to the light projecting axis.
  • the light emitting unit 104 includes the first LED 104a and the second LED 104b having different radiation angle distributions. Therefore, by selectively causing one of the first light emitting LED 104a and the second LED 104b to emit light, illumination light including fluorescence can be emitted from the light emitting unit 104 with different radiation angle distributions.
  • FIG. 20 is a block diagram showing a main configuration of the headlight 101 shown in FIG. As shown in FIG. 20, the headlight 101 further includes an LED driving unit 110, a mounting table driving unit 11, and a control unit 112.
  • the LED driving unit 110 individually controls driving of the first LED 104a and the second LED 104b. Specifically, the LED drive unit 110 selectively switches on / off of the first LED 104a and the second LED 104b based on a control signal output from the control unit 112.
  • Control unit 112 The control unit 112 comprehensively controls each unit included in the headlight 101.
  • the control unit 112 controls the mounting table driving unit 11 according to the input operation of the driver or the traveling state of the vehicle, so that one of the first LED 104 a and the second LED 104 b mounted on the mounting table 7.
  • the mounting table 7 is slid so as to be arranged at the focal point P of the reflector 5.
  • the control unit 112 controls the LED driving unit 110 to turn on one of the first LED 104a and the second LED 104b arranged at the focal point P of the reflector 5.
  • control unit 112 switches the light projection range of the headlight 101 by selectively causing one of the first LED 104a and the second LED 104b to emit light at the focal point P of the reflector 5.
  • FIG. 21A is a top view showing the headlight 101 when the first LED 104a is disposed at the focal point P of the reflector 5, and FIG. 21B is a focal point P of the reflector 5 at the second LED 104b. It is a top view which shows the headlight 101 when arrange
  • the control unit 112 switches the projection range of the illumination light between the projection range A1 and the projection range A2 according to the traveling speed of the vehicle c. For example, when the traveling speed of the vehicle c exceeds a predetermined speed, the control unit 112 controls the mounting table driving unit 11 so that the first focal point P of the reflector 5 is shown in FIG. The mounting table 7 is slid so that the LED 104a is arranged. In addition, the control unit 112 controls the LED driving unit 110 to turn off the second LED 104 b and turn on the first LED 104 a disposed at the focal point P of the reflector 5.
  • the first LED 104a is turned on at the focal point P of the reflector 5 in place of the second light emitting LED 104b, thereby switching the illumination light projection range of the headlight 101 from the projection range A2 to the projection range A1. be able to.
  • the control unit 112 controls the mounting table driving unit 11 so that the focal point P of the reflector 5 is adjusted to the first level as shown in FIG.
  • the mounting table 7 is slid so that the second LED 104b is arranged.
  • the control unit 112 controls the LED driving unit 110 to turn off the first LED 104 a and turn on the second LED 104 b arranged at the focal point P of the reflector 5.
  • the first LED 104a when traveling at high speed on a highway or the like, the first LED 104a is turned on to illuminate a narrow range (light projection range A1) in front of the vehicle c, and when traveling at low speed in an urban area or the like, Can be switched, such as lighting up a wide range (light projection range A2) including the front periphery of the vehicle c.
  • the projection range of the illumination light can be switched between the projection range A1 and the projection range A2 according to the traveling speed of the vehicle c. Therefore, it is possible to secure a good visibility of the driver, and a safe driving environment can be realized.
  • the headlight 101 includes the light emitting unit 104 that emits illumination light including fluorescence, and the reflector 5 that projects illumination light including fluorescence emitted from the light emitting unit 104.
  • the light emitting unit 104 emits at least a first LED 104a that emits illumination light including fluorescence with a first radiation angle distribution, and illumination light that includes fluorescence with a second radiation angle distribution wider than the first radiation angle distribution.
  • a second LED 104b that emits light.
  • the radiation angle distribution of the illumination light including the fluorescence emitted from the light emitting unit 104 can be changed.
  • the projection range of the emitted illumination light can be easily switched between the projection range A1 and the projection range A2.
  • the possible headlight 101 can be realized.
  • FIGS. 22 (a) and 22 (b) are cross-sectional views showing an example of a configuration for controlling the radiation angle distribution of the LED.
  • a transparent or translucent mold is formed on the upper surface of the sealing material 106 formed flat on the first LED 104a shown in FIG. 19A.
  • the radiation angle distribution can be controlled by utilizing the lens effect of this mold.
  • the radiation angle distribution of the illumination light including the emitted fluorescence approaches a Lambertian distribution.
  • the semi-cylindrical mold 207 is formed like the LED 204b shown in FIG. 22B, the radiation angle distribution of the illumination light including the emitted fluorescence is made to be more than the Lambert distribution due to the lens effect of the mold 207. Can be narrowed.
  • the radiation angle distribution of illumination light including fluorescence emitted from the LED can be changed.
  • the present invention can also be expressed as follows. That is, the illuminating device according to the present invention is an illuminating device including a fluorescent member, an excitation light source that excites the fluorescent member, and a light projecting member that projects the fluorescent light. It is characterized by selective excitation.
  • the excitation light source irradiates a region including the focal point of the light projecting member.
  • the lighting device according to the present invention is characterized in that the fluorescent member slides.
  • the illumination device according to the present invention is characterized in that the ring-shaped fluorescent member rotates.
  • the illumination device is characterized in that the spread of the light projection is controlled by selecting and exciting the flat portion of the surface of the fluorescent member and the portion having the inclined portion.
  • the excitation light source is particularly a laser.
  • the present invention can be used as various lighting devices such as a vehicle headlamp, a lighting device for a moving object other than a vehicle, a search light, and a projector.
  • Headlight (lighting device / vehicle headlamp) 1a Headlight (lighting device / vehicle headlamp) 2 Laser element 4 Light emitting portion 4a First light emitting portion 4b Second light emitting portion 4c Third light emitting portion 5 Reflector (light projecting portion) 7 Mounting table (mounting unit) 101 Headlight (lighting device / vehicle headlamp) 104 light emitting unit 104a first LED (first light emitting element) 104b Second LED (second light emitting element) 110 LED drive unit (lighting switching unit) 204a LED (first light emitting element) 204b LED (first light emitting element) P Focus A1 Projection range A2 Projection range

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Abstract

照明装置から出射される照明光の投光範囲を簡易な構成で変化させる。 本発明に係るヘッドライト（１）は、光を出射する発光部（４）と、発光部（４）から出射された光を投光するリフレクタ（５）とを備える。発光部（４）は、少なくとも、第１の放射角度分布で光を出射する第１の発光部分（４ａ）と、第１の放射角度分布よりも広い第２の放射角度分布で光を出射する第２の発光部分（４ｂ）とを含んでいる。

Description

照明装置および車両用前照灯
　本発明は、半導体発光素子を備えた照明装置および車両用前照灯に関する。
　近年、励起光源としてＬＥＤ（Light Emitting Diode）や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して照明光を発生させる照明装置が提案されている。
　このような照明装置に関連して、特許文献１には、ＬＤを用いて蛍光体を含む発光部にレーザ光を照射し、発光部から出射された蛍光を照明光として利用する照明装置が開示されている。この照明装置では、発光部から出射された蛍光は、リフレクタによって反射され、所定の投光範囲に向けて出射される。
日本国公開特許公報「特開２００３－２９５３１９号公報（２００３年１０月１５日公開）」
　ここで、照明装置一般において、照明光の投光範囲を可変とすることで、状況に応じて投光範囲を拡大したり、また、必要な範囲のみを必要な光量で照らすことで省電力化を図ることができる。
　特に近年、自動車用ヘッドライト等の車両用前照灯の分野では、車両の走行状態に応じて、ヘッドライトから出射される照明光の投光範囲を変化させる技術の開発が望まれている。例えば、高速道路等における高速走行時には車両の前方の狭い範囲を効率的に照明することが好ましく、一方、市街地等における低速走行時には車両の前方周辺も含めた広い範囲を照明することが好ましい。
　従って、車両の走行状態に応じて、照明光の投光範囲を最適な範囲に変化させることで、ドライバーの良好な視界を確保することが安全な交通環境の実現の観点から望ましい。
　しかしながら、特許文献１には、投光範囲を変化させる技術に関する記述はなく、照明光の投光範囲を変化させる技術の開発に資することはできない。
　本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、発光部の放射角度分布を変更することにより、出射する照明光の投光範囲を簡易な構成で変化させることができる照明装置および車両用前照灯を提供することにある。
　本発明に係る照明装置は、上記の課題を解決するために、光を出射する発光部と、前記発光部から出射された光を投光する投光部とを備え、前記発光部は、出射する光の放射角度分布を、少なくとも、第１の放射角度分布と、当該第１の放射角度分布よりも広い第２の放射角度分布との間で変更可能であることを特徴としている。
　上記の構成では、発光部は、出射する光の放射角度分布を、少なくとも、第１の放射角度分布と、当該第１の放射角度分布よりも広い第２の放射角度分布との間で変更可能である。そのため、第１の放射角度分布で発光部から出射された光が投光部によって投光される投光範囲と、第２の放射角度分布で投光部から出射された光が投光部によって投光される投光範囲とを異ならせることができる。
　従って、上記の構成によれば、発光部の放射角度分布を変更することにより、出射する照明光の投光範囲を簡易な構成で変化させることができる照明装置を実現することができる。
　また、本発明に係る照明装置では、前記発光部は、少なくとも、前記第１の放射角度分布で光を出射する第１の発光部分と、前記第２の放射角度分布で光を出射する第２の発光部分とを含み、前記第１の発光部分および前記第２の発光部分の一方を、選択的に発光させることが好ましい。
　上記の構成では、発光部は、第１の放射角度分布で光を出射する第１の発光部分と、第２の放射角度分布で光を出射する第２の発光部分とを少なくとも含み、第１の発光部分および第２の発光部分の一方を選択的に発光させる。そのため、発光部から出射される光の放射角度分布を、第１の放射角度分布と第２の放射角度分布との間で変更することができる。
　従って、上記の構成によれば、第１の発光部分および第２の発光部分の一方を選択的に発光させることにより、照明装置から出射される照明光の投光範囲を変化させることができる。
　また、本発明に係る照明装置では、前記発光部は、励起光を受けて前記光である蛍光を出射する蛍光体を含み、前記第１の発光部分および前記第２の発光部分の一方に、前記励起光が選択的に照射されることが好ましい。
　上記の構成では、発光部は、励起光を受けて蛍光を出射する蛍光体を含み、第１の発光部分および第２の発光部分の一方に励起光が選択的に照射される。そのため、励起光が照射された第１の発光部分および第２の発光部分の一方を選択的に発光させて、蛍光を出射させることができる。
　従って、上記の構成によれば、第１の発光部分および第２の発光部分の一方に励起光を選択的に照射することにより、発光部から出射される蛍光の放射角度分布を変更することができる。
　また、本発明に係る照明装置では、前記発光部を載置する可動式の載置部をさらに備え、前記載置部は、前記第１の発光部分および前記第２の発光部分の一方に、前記励起光が照射されるように、当該励起光に対する前記発光部の相対的な位置または角度を変化させることが好ましい。
　上記の構成では、第１の発光部分および第２の発光部分の一方に励起光が照射されるように、当該励起光に対する発光部の相対的な位置または角度を変化させる載置部を備え、この載置部に発光部が載置されている。そのため、可動式の載置部を制御することで、第１の発光部分および第２の発光部分の一方に励起光を照射させることができる。
　従って、上記の構成によれば、載置部を制御することにより、第１の発光部分および第２の発光部分の一方を選択的に発光させることで、発光部から出射される蛍光の放射角度分布を変更することができる。
　また、本発明に係る照明装置では、前記励起光は、前記投光部の焦点に向けて照射されていることが好ましい。
　上記の構成では、励起光は、投光部の焦点に向けて照射されているため、当該焦点において、第１の発光部分および第２の発光部分の一方を発光させることが可能となる。
　従って、上記の構成によれば、第１の発光部分または第２の発光部分から出射した蛍光を、投光部によってその光路を制御して、遠くに効率よく投光することができるため、照明装置の投光特性を向上させることができる。
　また、本発明に係る照明装置では、前記第２の発光部分は、前記第１の発光部分よりも厚みが大きい形状であることが好ましい。
　蛍光体を含む発光部は、その形状によって、出射する蛍光の放射角度分布が変化する。通常、発光部の厚みが小さいほど蛍光の放射角度分布は狭くなり、発光部の厚みが大きいほど蛍光の放射角度分布は広くなる。そのため、第２の発光部分を、第１の発光部分よりも厚みが大きい形状に形成することにより、第２の発光部分の放射角度分布（第２の放射角度分布）を、第１の発光部分の放射角度分布（第１の放射角度分布）よりも広くすることができる。
　従って、上記の構成によれば、発光部の厚みを部分的に変化させることで、出射する蛍光の放射角度分布を変更可能な発光部を実現することができる。
　また、本発明に係る照明装置では、前記第１の発光部分は、前記発光部が載置される載置面に対して略平行な平板形状であり、前記第２の発光部分は、前記載置面に当接する底面に対して垂直な方向に向かって、当該底面に平行な断面積が徐々に減少する形状であることが好ましい。
　上記の構成では、第１の発光部分は載置面に対して略平行な平板形状であり、第２の発光部分は載置面に当接する底面に対して垂直な方向に向かって、当該底面に平行な断面積が徐々に減少する形状である。そのため、第１の発光部分の放射角度分布を制限できると共に、第２の発光部分の放射角度分布を効果的に広げることができる。
　従って、上記の構成によれば、異なる放射角度分布で蛍光を出射する発光部を好適に実現することができる。
　また、本発明に係る照明装置では、前記発光部は、厚みが徐々に変化する連続的な形状であり、前記連続的な形状のうち、任意の厚みを有する部分が前記第１の発光部分となり、当該任意の厚みを有する部分よりも厚みが大きい部分が前記第２の発光部分となることが好ましい。
　上記の構成では、発光部は、厚みが徐々に変化する連続的な形状である。この場合、連続的な形状のうち、任意の厚みを有する部分が第１の発光部分として作用し、当該任意の厚みを有する部分よりも厚みが大きい部分が第２の発光部分として作用することとなる。そのため、例えば、発光部の厚みが増加する方向に沿って励起光が照射されることで、発光部から出射する蛍光の放射角度分布を徐々に広げることができる。
　従って、上記の構成によれば、励起光が照射される発光部の厚みに応じて、発光部から多数の異なる放射角度分布で蛍光を出射させることが可能となるので、照明装置の投光範囲を所望の範囲に変化させることができる。
　また、本発明に係る照明装置では、前記発光部は、リング形状であることが好ましい。
　上記の構成では、発光部は、厚みが徐々に変化するリング形状である。そのため、例えば、発光部を回転させることで、リング形状の発光部のうち、厚みの異なる部分に励起光を照射することができる。
　従って、上記の構成によれば、リング形状の発光部に対する励起光の照射位置に応じて、多数の異なる放射角度分布で蛍光を出射させることが可能となるので、照明装置の投光範囲を所望の範囲に変化させることができる。
　また、本発明に係る照明装置では、前記励起光は、レーザ光であることが好ましい。
　上記の構成では、励起光としてレーザ光を用いているため、発光部に含まれる蛍光体を効率的に励起することができる。
　従って、上記の構成によれば、高輝度の照明装置を実現することができる。
　また、励起光としてレーザ光を用いることで、励起光を小さなスポットに絞って発光部に照射することが容易となる。そのため、小さなサイズで高輝度な発光部（点光源）を実現することができるので、発光部から出射された蛍光を、小さな投光部によってその光路を精度よく制御することができる。
　従って、上記の構成によれば、照明装置の投光特性を向上させることができる。
　また、本発明に係る照明装置では、前記発光部は、少なくとも、前記第１の放射角度分布で光を出射する第１の発光素子と、前記第２の放射角度分布で光を出射する第２の発光素子とを含み、前記第１の発光素子および前記第２の発光素子の一方を、選択的に点灯させることが好ましい。
　上記の構成では、発光部は、第１の放射角度分布で光を出射する第１の発光素子分と、第２の放射角度分布で光を出射する第２の発光素子とを少なくとも含み、第１の発光素子および第２の発光素子の一方を選択的に点灯させる。そのため、発光部から出射される光の放射角度分布を、第１の放射角度分布と第２の放射角度分布との間で変更することができる。
　従って、上記の構成によれば、第１の発光素子および第２の発光素子の一方を選択的に点灯することにより、照明装置から出射される照明光の投光範囲を変化させることができる。
　また、本発明に係る照明装置では、前記第１の発光素子および前記第２の発光素子を載置する可動式の載置部と、前記第１の発光素子および前記第２の発光素子の点灯を切り替える点灯切替部とをさらに備え、前記点灯切替部は、前記載置部によって前記第１の発光素子および前記第２の発光素子の一方が前記投光部の焦点に配置されたとき、当該焦点に配置された前記第１の発光素子または前記第２の発光素子を点灯させることが好ましい。
　上記の構成では、第１の発光素子および第２の発光素子を載置する可動式の載置部と、載置部によって、第１の発光素子および第２の発光素子の一方が、投光部の焦点に配置されたとき、当該焦点に配置された第１の発光素子または第２の発光素子を点灯させる点灯切替部とをさらに備えている。そのため、投光部の焦点において、第１の発光素子および第２の発光素子の一方を点灯させることができる。
　従って、上記の構成によれば、第１の発光素子または第２の発光素子から出射した光を、投光部によってその光路を制御して、遠くに効率よく投光することができるため、照明装置の投光特性を向上させることができる。
　また、本発明に係る照明装置では、前記第１の発光素子および前記第２の発光素子は、ＬＥＤであることが好ましい。
　上記の構成によれば、第１の発光素子および第２の発光素子はＬＥＤであるため、出射する光の放射角度分布が異なる２つのＬＥＤの点灯を選択的に切り替えることで、照明装置から出射される照明光の投光範囲を変化させることができる。
　また、本発明に係る照明装置では、前記載置部は、スライド可能または回転可能に設けられていることが好ましい。
　上記の構成によれば、載置部は、スライド可能または回転可能に設けられているため、照明装置における、発光部の位置または角度等を容易に変化させることができる。
　また、本発明に係る照明装置では、前記発光部は、出射する光の放射角度分布を、互いに異なる３つ以上の放射角度分布に変更可能であることが好ましい。
　上記の構成によれば、発光部は、出射する光の放射角度分布を、互いに異なる３つ以上の放射角度分布に変更可能であるため、発光部が変更可能な放射角度分布に応じて、照明装置から出射される照明光の投光範囲を変化させることができる。
　本発明に係る車両用前照灯は、上記の課題を解決するために、上記照明装置を備えることを特徴としている。
　従って、上記の構成によれば、発光部の放射角度分布を変更することにより、出射する照明光の投光範囲を簡易な構成で変化させることができる車両用前照灯を実現することができる。
　また、本発明に係る車両用前照灯では、前記照明装置を搭載する車両の速度に応じて、前記発光部から出射される光の放射角度分布を、前記第１の放射角度分布と前記第２の放射角度分布との間で変更することが好ましい。
　上記の構成では、車両用前照灯は、車両の速度に応じて、発光部から出射される光の放射角度分布を、第１の放射角度分布と第２の放射角度分布との間で変更する。そのため、車両の速度に応じて、照明装置から出射される照明光の投光範囲を変化させることができる。
　例えば、車両の走行速度が所定の速度以下となったとき、発光部から出射される光の放射角度分布を、第１の放射角度分布から第２の放射角度分布に変更することで、車両前方の広い範囲を車両用前照灯によって照明することがきる。一方、車両の走行速度が所定の速度を超えたとき、発光部から出射される光の放射角度分布を、第２の放射角度分布から第１の放射角度分布に変更することで、車両の前方のより狭い範囲を車両用前照灯によって照明することができる。
　そのため、市街地等における低速走行時には、車両の前方周辺も含めた広い範囲を照明し、一方、高速道路等における高速走行時には、車両の前方のみを明るく照明するなどの切り替えが可能となる。
　従って、上記の構成によれば、車両の走行速度に応じて、照明装置から出射される照明光の投光範囲を変化させることができるので、ドライバーの良好な視界を確保することが可能となり、安全な運転環境を実現することができる。
　以上のように、本発明に係る照明装置は、光を出射する発光部と、前記発光部から出射された光を投光する投光部とを備え、前記発光部は、出射する光の放射角度分布を、少なくとも、第１の放射角度分布と、当該第１の放射角度分布よりも広い第２の放射角度分布との間で変更可能であることを特徴とする。
　それゆえ、本発明によれば、発光部の放射角度分布を変更することにより、出射する照明光の投光範囲を簡易な構成で変化させることができる照明装置および車両用前照灯を提供することができるという効果を奏する。
実施形態１に係るヘッドライトの概略構成を示す断面図である。 図１に示される発光部の外観構成を示す斜視図である。 図１に示されるリフレクタの外観構成を示す斜視図である。 図１に示されるヘッドライトの上面図である。 図４に示される載置台の往復運動を実現するクランク機構の一例を示す下面図である。 図１に示されるヘッドライトの要部構成を示すブロック図である。 （ａ）は、第１の発光部分を発光させたときの蛍光の放射角度分布および投光の様子を模式的に示した斜視図であり、（ｂ）は、第２の発光部分を発光させたときの蛍光の分布および投光の様子を模式的に示した斜視図である。 （ａ）は、第１の発光部分がリフレクタの焦点に配置されたときのヘッドライトを示す上面図であり、（ｂ）は、第２の発光部分がリフレクタの焦点に配置されたときのヘッドライトを示す上面図である。 図８（ａ）および（ｂ）に示されるヘッドライトのリフレクタから投光される照明光の投光角度分布を示すグラフである。 図８（ａ）および（ｂ）に示されるヘッドライトのリフレクタから投光される照明光の投光範囲の変化を説明するための上面図である。 （ａ）および（ｂ）は、図２に示される発光部に関する変形例の外観構成を示す斜視図である。 （ａ）～（ｃ）は、図２に示される発光部に関する別の変形例を示す斜視図である。 （ａ）～（ｃ）は、図２に示される発光部に関するさらに別の変形例を示す斜視図である。 （ａ）～（ｃ）は、図２に示される発光部に関する他の変形例を示す斜視図である。 （ａ）は、図２に示される発光部に関するさらに他の変形例を示す上面図であり、（ｂ）は、（ａ）に示されるリング形状の発光部の断面形状を示す斜視図である。 図１５（ａ）および（ｂ）に示されるリング形状の発光部を備えるヘッドライトを示す上面図である。 図１６に示される載置台の回転運動を実現する機構の一例を示す断面図である。 実施形態２に係るヘッドライトの概略構成を示す断面図である。 （ａ）は、図１８に示される第１のＬＥＤを示す断面図であり、（ｂ）は、図１８に示される第２のＬＥＤを示す断面図である。 図１８に示されるヘッドライトの要部構成を示すブロック図である。 （ａ）は、第１のＬＥＤがリフレクタの焦点に配置されたときのヘッドライトを示す上面図であり、（ｂ）は、第２のＬＥＤがリフレクタの焦点に配置されたときのヘッドライトを示す上面図である。 （ａ）および（ｂ）は、ＬＥＤの放射角度分布を制御するための構成の一例を示す断面図である。
　〔実施形態１〕
　本発明の実施の一形態について図１～図１７に基づいて説明すれば、以下のとおりである。本実施形態では、本発明に係る照明装置を備える車両用前照灯として、自動車用の走行用前照灯（ハイビーム）の配光特性基準を満たすヘッドライト（車両用前照灯）１を例に挙げて説明する。
　なお、本発明に係る車両用前照灯は、すれ違い用前照灯（ロービーム）であってもよく、自動車以外の車両・移動物（例えば、船舶・航空機・潜水艇・ロケット等）の前照灯として実現されてもよい。
　また、本発明に係る照明装置は、車両用前照灯以外にも、例えば、サーチライト、プロジェクター、家庭用照明器具、商業用照明装置、屋外照明装置等に適用可能である。
　＜ヘッドライト１の構成＞
　まず、本実施形態に係るヘッドライト１の概略構成について、図１～図６を参照して説明する。本実施形態に係るヘッドライト１は、発光部４のうち、形状の異なる部分を選択的に発光させることで、ヘッドライト１から出射される照明光の投光範囲を切り替えるものである。
　図１は、本実施形態に係るヘッドライト１の概略構成を示す断面図である。図１に示されるように、ヘッドライト１は、レーザ素子２、レンズ３、発光部４、リフレクタ（投光部）５、載置台（載置部）７、金属ベース８、および放熱フィン９を備えている。
　（レーザ素子２）
　レーザ素子２は、レーザ光（励起光）を発振する励起光源である。レーザ素子２は、１チップに１つの発光点を有するものであってもよく、１チップに複数の発光点を有するものであってもよい。レーザ素子２のレーザ光の波長は、例えば、４０５ｎｍ（青紫色）または４５０ｎｍ（青色）であるが、これらに限定されず、発光部４に含める蛍光体の種類に応じて適宜選択される。
　このレーザ素子２は、リフレクタ５の焦点Ｐ（図３等を参照）に向けてレーザ光が照射されるように位置決めされた状態で配設されている。
　なお、本実施形態では、レーザ素子２を２つ設けているが、レーザ素子２の数はこれに限定されず、１つだけであってもよいし、３個以上設けてもよい。ただし、高出力のレーザ光を得るためには、複数のレーザ素子２を用いる方が容易である。この場合、複数のレーザ素子２のそれぞれからレーザ光が発振される。
　また、励起光源として、レーザ素子２の代わりに、発光ダイオード（ＬＥＤ）等を用いることも可能である。
　（レンズ３）
　レンズ３は、レーザ素子２から発振されたレーザ光が、発光部４に適切に照射されるように、レーザ光の照射範囲を調節（例えば、拡大）するためのものである。具体的には、レンズ３は、発光部４に含まれる、第１の発光部分４ａまたは第２の発光部分４ｂにレーザ光が適切に照射されるようにレーザ光の照射範囲を調節する。このレンズ３は、レーザ素子２のそれぞれに配設されている。
　（発光部４）
　発光部４は、異なる放射角度分布で蛍光（光）を出射するものである。発光部４は、レーザ素子２から発振されたレーザ光を受けて蛍光を発する蛍光体を含んでいる。発光部４は、例えば、封止材の内部に蛍光体が分散されたもの、または蛍光体を固めたものである。発光部４は、レーザ光を蛍光に変換するための波長変換素子である。
　図２は、図１に示される発光部４の外観構成を示す斜視図である。図２に示されるように、発光部４は、第１の発光部分４ａおよび第２の発光部分４ｂを含んでいる。
　第１の発光部分４ａは、載置台７の載置面に対して略平行な平板形状の発光部材である。第１の発光部分４ａは、リフレクタ５の焦点Ｐを通り、投光の主たる方向へ延びる仮想的な軸（以下、投光軸と称する）に対して、対向する２つの長辺が略平行となる向きで、載置台７に載置されている。第１の発光部分４ａは、例えば、長辺２ｍｍ×短辺１ｍｍ×厚さ０．１ｍｍの長方形の平板形状に形成される。
　第２の発光部分４ｂは、第１の発光部分４ａよりも厚みが大きな立体形状の発光部材である。この第２の発光部分４ｂは、投光軸に対して垂直な断面が、両端部よりも中心部のほうが高い（厚みが大きい）形状となるように形成されている。本実施形態では、第２の発光部分４ｂは、半円柱形状に形成されており、円周面の回転軸が投光軸に対して略平行となる向きで、第１の発光部分４ａに載置されている。この第２の発光部分４ｂは、例えば、半径０．５ｍｍ×長さ１ｍｍの半円柱形状であり、第１の発光部分４ａの一方の短辺側に偏在して、第１の発光部分４ａに載置される。本実施形態では、第２の発光部分４ｂは、リフレクタ５の開口部５ａ側に偏在した状態で、第１の発光部分４ａに載置されている。なお、第１の発光部分４ａと第２の発光部分４ｂとの配置関係は、特に限定されない。例えば、第２の発光部分４ｂは、リフレクタ５の閉口部（底部）側に偏在した状態で、第１の発光部分４ａに載置されていてもよい。
　ここで、第１の発光部分４ａおよび第２の発光部分４ｂは、その形状の違いから、出射する蛍光の放射角度分布が異なっている。蛍光体を含む発光部４の表面から出射される蛍光は、その表面の任意の位置からランベルトの余弦則に従って出射されるため、表面が平坦な第１の発光部分４ａよりも、表面が湾曲した第２の発光部分４ｂのほうが全体としての放射角度分布は広くなる。そのため、円柱形状の第２の発光部分４ｂの放射角度分布（第２の放射角度分布）は、平板形状の第１の発光部分４ａの放射角度分布（第１の放射角度分布）に比べて広くなっている。
　このように、発光部４は、放射角度分布の異なる第１の発光部分４ａおよび第２の発光部分４ｂを含んでいるため、第１の発光部分４ａおよび第２の発光部分４ｂの一方にレーザ光照射されることで、発光部４から異なる放射角度分布で蛍光を出射させることができる。従って、この発光部４の放射角度分布の変更に応じて、ヘッドライト１から出射される照明光（蛍光）の投光範囲を切り替えることが可能となる。なお、ヘッドライト１における投光範囲の切り替え原理については後述する。
　この発光部４に含まれる蛍光体として、例えば、酸窒化物蛍光体（例えば、サイアロン蛍光体）、窒化物蛍光体（例えば、ＣＡＳＮ（ＣａＡｌＳｉＮ３）蛍光体）またはＩＩＩ－Ｖ族化合物半導体ナノ粒子蛍光体（例えば、インジュウムリン：ＩｎＰ）を用いることができる。ただし、発光部４に含まれる蛍光体は、上述のものに限定されず、その他の蛍光体であってもよい。
　また、ヘッドライト１の照明光が所望の範囲の色度を有するように、蛍光体の種類とレーザ光の波長とを選択してもよい。例えば、青色、緑色および赤色の蛍光体を発光部４に含め、４０５ｎｍのレーザ光を照射すると白色光を生成することができる。または、黄色の蛍光体（または緑色および赤色の蛍光体）を発光部４に含め、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）を照射することで白色光を生成することができる。
　発光部４の封止材は、例えば、ガラス材（無機ガラス、有機無機ハイブリッドガラス）、シリコーン樹脂等の樹脂材料である。ガラス材として低融点ガラスを用いてもよい。封止材は、透明性の高いものが好ましく、レーザ光が高出力の場合には、耐熱性の高いものが好ましい。
（リフレクタ５）
　リフレクタ５は、発光部４から出射された蛍光を反射面で反射し、所定の立体角内を進む光線束（照明光）を形成するハーフパラボラミラーである。このリフレクタ５は、例えば、金属薄膜がその表面に形成された樹脂部材であってもよいし、金属製の部材であってもよい。
　図３は、図１に示されるリフレクタ５の外観構成を示す斜視図である。図３に示されるように、リフレクタ５は、半円形状の開口部５ａを有している。リフレクタ５は、例えば、開口部５ａの半径１５ｍｍ、奥行き１５ｍｍに形成される。
　リフレクタ５は、放物線の対称軸を回転軸として当該放物線を回転させることによって形成される回転放物面（パラボラ）を、上記回転軸を含む平面で切断することによって得られる部分曲面の少なくとも一部を反射面として有している。これにより、発光部４から出射された蛍光を所定の立体角内に効率的に投光することができ、その結果、蛍光の利用効率を高めることができる。
　このリフレクタ５の焦点Ｐの位置には、投光軸に沿ってスライド可能なように取り付けられた載置台７が配設されている。
　また、リフレクタ５には、レーザ光を透過または通過させる窓部６が形成されており、レーザ素子２は、リフレクタ５の外部に配置されている。この窓部６は、開口部であってもよく、レーザ光を透過可能な透明部材を含むものであってもよい。
　例えば、レーザ光を透過し、白色光（発光部４の蛍光）を反射するフィルターを窓部６として設けてもよい。これにより、発光部４から出射された蛍光が窓部６から漏れることを防止することができる。
　このように、リフレクタ５に窓部６を設けることにより、リフレクタ５の外部から、窓部６を通して発光部４にレーザ光を照射できる。そのため、レーザ素子２の配置の自由度を高めることができる。例えば、発光部４に対するレーザ光の照射角度を好ましい角度に設定することが容易になる。
　なお、窓部６は、複数のレーザ素子２に共通のものが１つ設けられていてもよく、各レーザ素子２に対応した複数の窓部６が設けられていてもよい。
　また、本実施形態では、リフレクタ５として、パラボラを、回転軸を含む平面で切断することによって得られる部分曲面であるハーフパラボラ形状のものを用いたが、リフレクタ５の形状はこれに限定されない。例えば、リフレクタ５の形状は、パラボラであってもよく、回転楕円面の一部の部分曲面であってもよい。すなわち、リフレクタ５は、回転軸を中心として図形（楕円、円、放物線）を回転させることによって形成される曲面の少なくとも一部をその反射面に含んでいるものであればよい。また、リフレクタ５は、自由曲面やマルチファセットミラーであってもよい。
　（載置台７）
　載置台７は、発光部４を載置するものであり、例えば、金属（例えば、アルミニウム、銅や鉄）等からなっている。そのため、載置台７は熱伝導性が高く、発光部４で発生した熱を効率的に受け取ることができる。
　なお、発光部４を載置する載置台７は、金属からなるものに限定されず、金属以外の熱伝導性が高い物質（ガラス、サファイア等）を含む部材でもよい。ただし、発光部４と当接する載置台７の表面は、反射面として機能することが好ましい。発光部４と当接する載置台７の表面が反射面であることにより、発光部４に入射したレーザ光が蛍光に変換された後に、当該反射面で反射させてリフレクタ５へ向かわせることができる。または、発光部４に入射したレーザ光を反射面で反射させて、再度発光部４の内部に向かわせて蛍光に変換することができる。
　図４は、図１に示されるヘッドライト１の上面図である。図４に示されるように、載置台７は、金属ベース８に形成された凹部８ａ内に設けられている。この載置台７は、リフレクタ５の焦点Ｐおいて、投光軸の方向（図中矢印の方向）に沿ってスライド可能なように金属ベース８に取り付けられている。そのため、載置台７を制御することによって、第１の発光部分４ａおよび第２の発光部分４ｂの一方を、リフレクタ５の焦点Ｐに配置することができる。
　上述のように、レーザ素子２は、リフレクタ５の焦点Ｐに向けてレーザ光が照射されるように位置決めされた状態で配設されている。そのため、載置台７を制御して、第１の発光部分４ａおよび第２の発光部分４ｂの一方を、リフレクタ５の焦点Ｐに配置することで、焦点Ｐにおいて、第１の発光部分４ａおよび第２の発光部分４ｂの一方を選択的に発光させることができる。従って、第１の発光部分４ａまたは第２の発光部分４ｂから出射された放射角度分布の異なる蛍光を、リフレクタ５によってその光路を制御して、遠くに効率よく投光することができるので、ヘッドライト１の投光特性を向上させることができる。
　図５は、図４に示される載置台７の往復運動を実現するクランク機構７０の一例を示す下面図である。図５に示されるように、クランク機構７０は、クランク・ディスク７１と、連接棒７２とを備える。
　クランク・ディスク７１は、モータ（図示省略）に接続されており、モータの回転動作を受けて図中矢印の方向に回転する。このクランク・ディスク７１の回転運動は、載置台駆動部１１（図６を参照）によって制御されている。そして、このクランク・ディスク７１の回転運動が、連接棒７２を介して、載置台７に伝達される。このとき、クランク・ディスク７１の回転運動は、往復運動として載置台７に伝達される。そのため、載置台７は、クランク・ディスク７１の回転運動に応じて、投光軸の方向に沿ってスライドすることができる。
　なお、載置台７は、載置台７が取り付けられる金属ベース８と同じ材料であることが好ましい。これにより、異なる種類の金属材料が電気的に接触することで発生する異種金属間の接触腐食を防ぐことができる。
　また、載置台７がスライドする方向は特に限定されず、例えば、投光軸に対して垂直な方向、または斜め方向に沿ってスライド可能なように、金属ベース８に取り付けられていてもよい。ただし、この場合であっても、第２の発光部分４ｂは、その円周面の回転軸が投光軸に対して略平行となる向きでリフレクタ５の焦点に配置されるように、載置台７（第１の発光部分４ａ）に載置されていることが好ましい。これにより、後述のように、投光軸に対して垂直な水平方向に対する第２の発光部分４ｂの放射角度分布を効果的に広げることができる。
　（金属ベース８）
　金属ベース８は、載置台７を支持する板状の支持部材であり、金属（例えば、アルミニウム、銅や鉄）等からなっている。それゆえ、金属ベース８は熱伝導性が高く、発光部４で発生した熱を載置台７を介して受け取って、効率的に放熱することができる。
　なお、金属ベース８は、金属以外の熱伝導性が高い物質（高熱伝導セラミックス等）を含む部材でもよい。
　（放熱フィン９）
　放熱フィン９は、金属ベース８を放熱させる放熱機構として機能するものである。放熱フィン９は、載置台７および金属ベース８と同様に、熱伝導率の高い材料からなっている。この放熱フィン９は、複数の放熱板を有するものであり、大気との接触面積を増加させることにより放熱効率が高められている。
　図６は、図１に示されるヘッドライト１の要部構成を示すブロック図である。図６に示されるように、ヘッドライト１は、さらに、レーザ素子駆動部１０、載置台駆動部１１、および制御部１２を備えている。
　（レーザ素子駆動部１０）
　レーザ素子駆動部１０は、レーザ素子２の駆動を制御するものである。具体的には、レーザ素子駆動部１０は、制御部１２から出力された制御信号に基づいて、レーザ素子２のＯＮ／ＯＦＦを切り替える。
　例えば、レーザ素子２をＯＮにする制御信号が制御部１２から出力されたとき、レーザ素子駆動部１０は、レーザ素子２への電力供給を開始して、レーザ素子２からレーザ光を発振させる。一方、レーザ素子２をＯＦＦにする制御信号が制御部１２から出力されたとき、レーザ素子駆動部１０は、レーザ素子２への電力供給を終了して、レーザ光の発振を停止させる。
　（載置台駆動部１１）
　載置台駆動部１１は、載置台７の駆動を制御するものである。具体的には、載置台駆動部１１は、制御部１２から出力された制御信号に基づいて、クランク・ディスク７１の回転運動を制御する。
　例えば、載置台駆動部１１は、制御部１２から出力された制御信号に基づいて、クランク・ディスク７１を１８０度回転させることにより、載置台７を投光軸に沿ってスライドさせることで、載置台７に載置された発光部４の第１の発光部分４ａおよび第２の発光部分４ｂの一方をリフレクタ５の焦点Ｐに配置する。
　（制御部１２）
　制御部１２は、ヘッドライト１が備える各部を統括的に制御するものである。例えば、制御部１２は、ドライバーの入力操作等に応じてレーザ素子駆動部１０を制御することで、レーザ素子２のＯＮ／ＯＦＦを切り替える。
　また、制御部１２は、ドライバーの入力操作または車両の走行状態等に応じて載置台駆動部１１を制御することで、載置台７に載置された発光部４の第１の発光部分４ａおよび第２の発光部分４ｂの一方がリフレクタ５の焦点Ｐに配置されるように、載置台７をスライドさせる。これにより、制御部１２は、第１の発光部分４ａおよび第２の発光部分４ｂの一方をリフレクタ５の焦点Ｐにおいて選択的に発光させることで、ヘッドライト１の投光範囲を切り替える。
　＜ヘッドライト１における投光範囲の切り替え原理＞
　次に、本実施形態に係るヘッドライト１における投光範囲の切り替え原理について、図７～図１０を参照して説明する。
　図７（ａ）は、第１の発光部分４ａを発光させたときの蛍光の放射角度分布および投光の様子を模式的に示した斜視図であり、図７（ｂ）は、第２の発光部分４ｂを発光させたときの蛍光の放射角度分布および投光の様子を模式的に示した斜視図である。
　図７（ａ）に示されるように、発光部４のうち、平板形状の第１の発光部分４ａにレーザ光を照射して発光させたとき、第１の発光部分４ａから出射される蛍光の放射角度分布は相対的に狭いものとなる。一方、図７（ｂ）に示されるように、半円柱形状の第２の発光部分４ｂにレーザ光を照射して発光させたとき、第２の発光部分４ｂから出射される蛍光の放射角度分布、特に、投光軸に対して垂直な水平方向における放射角度分布が相対的に広くなる。
　これは、上述のように、蛍光体を含む発光部４の表面から出射される蛍光は、その表面の任意の位置からランベルトの余弦則に従って出射されるため、表面が平坦な第１の発光部分４ａよりも、表面が湾曲した第２の発光部分４ｂのほうが全体としての放射角度分布が広くなることによる。
　図８（ａ）は、第１の発光部分４ａがリフレクタ５の焦点Ｐに配置されたときのヘッドライト１を示す上面図であり、図８（ｂ）は、第２の発光部分４ｂがリフレクタ５の焦点Ｐに配置されたときのヘッドライト１を示す上面図である。また、図９は、図８（ａ）および（ｂ）に示されるヘッドライト１のリフレクタ５から投光される照明光の投光角度分布を示すグラフである。
　なお、図９における破線は、図８（ａ）に示されるように、リフレクタ５の焦点Ｐに配置された第１の発光部分４ａを発光させたときの投光角度分布を示している。また、図９における実線は、図８（ｂ）に示されるように、リフレクタ５の焦点Ｐに配置された第２の発光部分４ｂを発光させたときの投光角度分布を示している。
　図９に示されるように、リフレクタ５の焦点Ｐに配置された第１の発光部分４ａを発光させた場合、リフレクタ５から投光される照明光の投光角度は±５度程度であり、相対的に狭い角度でリフレクタ５から投光される。
　一方、リフレクタ５の焦点Ｐに配置された第２の発光部分４ｂを発光させた場合、リフレクタ５から投光される照明光の投光角度は±８度程度であり、リフレクタ５の焦点Ｐに配置された第１の発光部分４ａを発光させた場合に比べて、相対的に広い角度でリフレクタ５から投光される。
　この原理は、エタンデュ（Etendue）の保存則により説明される。エタンデュとは、光学系を通る光束の断面積と光束の空間的な広がりとを関係づける不変量あり、光源から投光系、そして投光範囲に至るまで常に保存されるものである。その値は、下記の式（１）で単純に表記することができる。
　Ｅ（エタンデュ）＝（光源の発光面積）×（光源の放射立体角）
　ヘッドライト１では、光源の発光面積（レーザ光の広がり）とリフレクタ５の光学面積とが不変である一方で、発光部４の放射角度分布（光源の放射立体角）を可変としている。そのため、上記の式（１）に従えば、発光部４の放射角度分布に応じて、リフレクタ５から出射される投光角度を可変とすることができる。
　従って、発光部４のうち、第２の発光部分４ｂを発光させた場合のエタンデュは、第１の発光部分４ａを発光させた場合のエタンデュに比べて大きくなるため、より広い角度でリフレクタ５から照明光を投光することができる。
　なお、光源のエタンデュを変化させる他の手法としては、例えば、発光部４の発光面積を変更する(レーザ光の広がりを変更する)手法が考えられる。しかしながら、ヘッドライト１によれば、レーザ光の照射面積を一定に維持したまま、発光部４の表面形状の異なる部分に対してレーザ光を選択的に照射することでエタンデュを変化させることが可能である。そのため、より簡易な構成で、精度よくエタンデュを変化させることができる点で優れていると言える。
　図１０は、図８（ａ）および（ｂ）に示されるヘッドライト１のリフレクタ５から投光される照明光の投光範囲Ａ１・Ａ２の変化を説明するための上面図である。なお、図１０におけるＡ１は、図８（ａ）に示される第１の発光部分４ａがリフレクタ５の焦点Ｐに配置された状態で、第１の発光部分４ａを発光させたときの投光範囲を示している。また、図１０におけるＡ２は、図８（ｂ）に示される第２の発光部分４ｂがリフレクタ５の焦点Ｐに配置された状態で、第２の発光部分４ｂを発光させたときの投光範囲を示している。
　図１０に示されるように、リフレクタ５の焦点Ｐに配置された第１の発光部分４ａを発光させた場合、リフレクタ５から投光される照明光は、水平方向の幅が相対的に狭い投光範囲Ａ１に向けて投光される。そのため、車両ｃの前方のみをより遠くまで明るく照明することができる。
　一方、リフレクタ５の焦点Ｐに配置された第２の発光部分４ｂを発光させた場合、リフレクタ５から投光される照明光は、リフレクタ５の焦点Ｐに配置された第１の発光部分４ａを発光させた場合に比べて相対的に水平方向の幅が広い投光範囲Ａ２に向けて投光される。そのため、車両ｃの前方周辺も含めたより広い範囲を照明することができる。
　このように、本実施形態に係るヘッドライト１によれば、第１の発光部分４ａおよび第２の発光部分４ｂの一方を選択的に発光させることで、ヘッドライト１から出射される照明光の投光範囲を、投光範囲Ａ１と投光範囲Ａ２との間で切り替えることができる。
　なお、投光範囲Ａ１に比べて水平方向の幅が広い投光範囲Ａ２に向けて照明光を投光した場合、照明光の投光距離(到達距離)は短くなる。そのため、照明光の投光距離を同程度とするために、より水平方向の幅が広い範囲に向けて照明光を投光する場合には、レーザ素子２の出力を上げるなどの制御を行うことで、第２の発光部分４ｂに照射されるレーザ光の光束を増加させてもよい。
　＜ヘッドライト１における投光範囲の切り替え制御＞
　次に、ヘッドライト１における投光範囲の切り替え制御の一例について説明する。ここでは、車両ｃの走行速度に応じて、照明光の投光範囲を切り替える制御について説明する。
　例えば、車両ｃの走行速度が所定の速度を超えたとき、制御部１２は、載置台駆動部１１を制御して、リフレクタ５の焦点Ｐに第１の発光部分４ａが配置されるように、載置台７をスライドさせる。これにより、第２の発光部分４ｂに代えて第１の発光部分４ａをリフレクタ５の焦点Ｐにおいて発光させることで、照明光の投光範囲を、投光範囲Ａ２から投光範囲Ａ１に切り替えることができる。
　一方、車両ｃの走行速度が所定の速度以下となったとき、制御部１２は、載置台駆動部１１を制御して、リフレクタ５の焦点Ｐに第２の発光部分４ｂが配置されるように、載置台７をスライドさせる。これにより、第１の発光部分４ａに代えて第２の発光部分４ｂをリフレクタ５の焦点Ｐにおいて発光させることで、ヘッドライト１の照明光の投光範囲を、投光範囲Ａ１から投光範囲Ａ２に切り替えることができる。
　従って、例えば、高速道路等における高速走行時には、第１の発光部分４ａを発光させて、車両ｃの前方の狭い範囲（投光範囲Ａ１）を明るく照明し、市街地等における低速走行時には、第２の発光部分４ｂを発光させて、車両ｃの前方周辺も含めたより広い範囲（投光範囲Ａ２）を照明するなどの切り替えが可能となる。
　このように、ヘッドライト１によれば、車両ｃの走行速度に応じて、照明光の投光範囲を、投光範囲Ａ１と投光範囲Ａ２との間で切り替えることができる。そのため、ドライバーの良好な視界を確保することが可能となるので、安全な運転環境を実現することができる。
　＜実施形態１の総括＞
　以上のように、本実施形態に係るヘッドライト１は、蛍光を出射する発光部４と、発光部４から出射された蛍光を投光するリフレクタ５とを備え、発光部４は、少なくとも、第１の放射角度分布で蛍光を出射する第１の発光部分４ａと、第１の放射角度分布よりも広い第２の放射角度分布で蛍光を出射する第２の発光部分４ｂとを含んでいる。
　そのため、第１の発光部分４ａおよび第２の発光部分４ｂの一方に励起光を照射して選択的に発光させることにより、発光部４から出射される蛍光の放射角度分布を変更することができる。
　従って、本実施形態によれば、発光部４の放射角度分布を変更することにより、出射する照明光の投光範囲を、投光範囲Ａ１と投光範囲Ａ２との間で容易に切り替えることができるヘッドライト１を実現することができる。
　＜変形例＞
　次に、本実施形態に係るヘッドライト１の変形例について、図１１～図１７を参照して説明する。
　（変形例１）
　図１１（ａ）および（ｂ）は、図２に示される発光部４に関する変形例を示す斜視図である。第２の発光部分４ｂは、半円柱形状に限られず、他の立体形状であってもよい。
　例えば、図１１（ａ）に示されるように、第２の発光部分４ｂは、投光軸に沿って横設された三角柱形状であってもよい。また、図１１（ｂ）に示されるように、第２の発光部分４ｂは、投光軸に沿って横設された台形柱形状であってもよい。
　この場合、第２の発光部分４ｂは、第１の発光部分４ａに当接する底面と垂直な方向に向かって、該底面に平行な断面積が徐々に減少するように対向した１組の傾斜面を有するように、第１の発光部分４ａに載置される。そのため、第２の発光部分４ｂによれば、１組の傾斜面から蛍光が出射されるため、第１の発光部分４ａに比べて、投光軸と垂直な水平方向への放射角度分布を効果的に広げることができる。
　（変形例２）
　図１２（ａ）～（ｃ）は、図２に示される発光部４に関する別の変形例を示す斜視図である。図１２（ａ）～（ｃ）に示されるように、発光部４の第１の発光部分４ａおよび第２の発光部分４ｂは連結されず、互いに分離された状態で載置台７に載置されていてもよい。
　例えば、図１２（ａ）に示されるように、平板形状の第１の発光部分４ａと、半円柱形状の第２の発光部分４ｂとが、互いに分離された状態で載置台７に載置されていてもよい。また、図１２（ｂ）に示されるように、平板形状の第１の発光部分４ａと、三角柱形状の第２の発光部分４ｂとが、互いに分離された状態で載置台７にそれぞれ載置されていてもよい。さらに、図１２（ｃ）に示されるように、平板形状の第１の発光部分４ａと、半円柱形状の第２の発光部分４ｂとが、互いに分離された状態で載置台７にそれぞれ載置されていてもよい。
　なお、この場合、第１の発光部分４ａは、例えば、縦辺１ｍｍ×横辺１ｍｍ×厚さ０．１ｍｍの正方形の平板形状に形成される。
　（変形例３）
　図１３（ａ）～（ｃ）は、図２に示される発光部４に関するさらに別の変形例を示す斜視図である。図１３（ａ）～（ｃ）に示されるように、発光部４は、第１の発光部分４ａおよび第２の発光部分４ｂに加えて、さらに第３の発光部分４ｃを含む形状であってもよい。
　例えば、図１３（ａ）に示されるように、発光部４は、平板形状の第１の発光部分４ａと、半円柱形状の第２の発光部分４ｂと、第２の発光部分４ｂよりも厚みが大きい半円柱形状の第３の発光部分４ｃとを含む形状であってもよい。また、図１３（ｂ）に示されるように、発光部４は、平板形状の第１の発光部分４ａと、三角柱形状の第２の発光部分４ｂと、第２の発光部分４ｂよりも厚みが大きい三角柱形状の第３の発光部分４ｃとを含む形状であってもよい。さらに、図１３（ｃ）に示されるように、発光部４は、平板形状の第１の発光部分４ａと、台形柱形状の第２の発光部分４ｂと、第２の発光部分４ｂよりも厚みが大きい台形柱形状の第３の発光部分４ｃとを含む形状であってもよい。
　このような形状の発光部４を用いれば、第１の発光部分４ａ、第２の発光部分４ｂおよび第３の発光部分４ｃのいずれかを選択的に発光させることにより、３つの異なる放射角度分布で発光部４から蛍光を出射させることができる。そのため、ヘッドライト１から投光される照明の投光範囲を、３段階に切り替えることができる。
　なお、発光部４は、出射する光の放射角度分布を、互いに異なる４つ以上の放射角度分布に変更可能な形状であってもよい。
（変形例４）
　図１４（ａ）～（ｃ）は、図２に示される発光部４に関する他の変形例を示す斜視図である。図１４（ａ）～（ｃ）に示されるように、発光部４は、厚みが徐々に変化する連続的な形状であってもよい。
　例えば、図１４（ａ）に示されるように、発光部４は、互いに対向する２つの端面のうち、一方の端面が平坦形状であり、他方の端面が半円形状であって、一方の端面から他方の端面に向かって徐々に厚みが増加する連続的な形状であってもよい。また、図１４（ｂ）に示されるように、発光部４は、互いに対向する２つの端面のうち、一方の端面が平坦形状であり、他方の端面が三角形状であって、一方の端面から他方の端面に向かって徐々に厚みが増加する連続的な形状であってもよい。さらに、図１４（ｃ）に示されるように、発光部４は、互いに対向する２つの端面のうち、一方の端面が平坦形状であり、他方の端面が台形形状であって、一方の端面から他方の端面に向かって徐々に厚みが増加する連続的な形状であってもよい。
　このような形状の発光部４を用いれば、連続的な形状の発光部４のうち、任意の厚みを有する部分（第１の発光部分４ａ）および当該任意の厚みを有する部分よりも厚みが大きい部分（第２の発光部分４ｂ）を選択的に発光させることで、リフレクタ５から投光される照明光の投光範囲を連続的に変化させることができる。
　また、発光部４は連続的に厚みが徐々に変化する形状であるため、発光させる発光部４の厚みに応じて、出射される蛍光の放射角度分布が変更される。従って、発光部４に対するレーザ光の照射位置を制御することで、ヘッドライト１の投光範囲を所望の範囲に変化させることができる。
　このように、厚みが徐々に変化する連続的な形状に形成された、蛍光体を含む発光部４を用いた場合、この発光部４の厚みの異なる部分を励起することで、リフレクタ５から投光される照明光の投光範囲を連続的に変化させることができる。
　そのため、本変形例は、ヘッドライト１の投光範囲などの特性を連続的に変化させることができる点において優れている。
　（変形例５）
　図１５（ａ）は、図２に示される発光部４に関するさらに他の変形例を示す上面図であり、（ｂ）は、（ａ）に示されるリング形状の発光部４の断面形状を示す斜視図である。図１５（ａ）および（ｂ）に示されるように、発光部４は、厚みが徐々に変化するリング形状であってもよい。
　このようなリング形状の発光部４を用いれば、発光部４のうち、任意の厚みを有する部分（第１の発光部分４ａ）および当該任意の厚みを有する部分に比べて厚みが大きい部分（第２の発光部分４ｂ）を選択的に発光させることで、リフレクタ５から投光される照明光の投光範囲を切り替えることができる。
　図１６は、図１５（ａ）および（ｂ）に示されるリング形状の発光部４を備えるヘッドライト１ａを示す上面図である。図１６に示されるように、リング形状の発光部４は、リフレクタ５の焦点Ｐを含むように円板形状の載置台７に載置される。この円板形状の載置台７は、モータ（図１７を参照）に接続されており、モータの回転動作を受けて図中矢印の方向に回転（変位）する。
　図１７は、図１６に示される円板形状の載置台７の回転運動を実現する機構の一例を示す断面図である。図１７に示されるように、ヘッドライト１ａでは、金属ベース８に上部に形成された凹部８ａ内に、円板形状の載置台７が取り付けられている。また、円板形状の載置台７には、同心円状にリング形状の発光部４が載置されている。
　金属ベース８の下方にはモータ３０が配設されており、このモータ３０は、シャフトを介して円板形状の載置台７に接続されている。そのため、モータ３０の駆動を制御することで、図１７の矢印の方向に、円板形状の載置台７を回転させるができる。
　そのため、ヘッドライト１ａによれば、リフレクタ５の焦点Ｐに、リング形状の発光部４のうち、厚みの異なる部分が位置するように円板形状の載置台７の回転運動を制御して厚みの異なる部分を選択的に発光させることで、ヘッドライト１ａから出射される照明光の投光範囲を所望の範囲に変化させることができる。
　〔実施形態２〕
　本発明の他の実施の一形態について図１８～図２２に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、実施形態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。
＜ヘッドライト１０１の構成＞
　まず、本実施形態に係るヘッドライト１０１の概略構成について、図１８～図２０を参照して説明する。本実施形態に係るヘッドライト１０１は、第１のＬＥＤ（第１の発光素子）１０４ａおよび第２のＬＥＤ（第２の発光素子）１０４ｂを含んでいる点において、実施形態１に係るヘッドライト１と主に異なっている。
　図１８は、実施形態１に係るヘッドライト１０１の概略構成を示す断面図である。図１８に示されるように、ヘッドライト１は、発光部１０４、リフレクタ５、載置台７、金属ベース８、および放熱フィン９を備えている。
　（発光部１０４）
　発光部１０４は、異なる放射角度分布で蛍光を含む照明光を出射するものである。発光部１０４は、所定の放射角度分布（第１の放射角度分布）で蛍光を含む照明光を出射する第１のＬＥＤ１０４ａと、第１のＬＥＤ１０４ａよりも広い放射角度分布（第２の放射角度分布）で蛍光を含む照明光を出射する第２のＬＥＤ１０４ｂとを含み、それぞれが載置台７に載置されている。
　図１９（ａ）は、図１８に示される第１のＬＥＤ１０４ａを示す断面図であり、図１９（ｂ）は、図１８に示される第２のＬＥＤ１０４ｂを示す断面図である。
　図１９（ａ）に示されるように、第１のＬＥＤ１０４ａは、ＬＥＤチップ１０５、封止材１０６、蛍光体１０８、ケースボディ１０９、ケース電極１１１ａ、ケース電極１１１ｂ、およびヒートシンク１１３を備えている。
　第１のＬＥＤ１０４ａでは、ＬＥＤチップ１０５の周囲に蛍光体１０８が散在されている。ＬＥＤチップ１０５および蛍光体１０８は、ケースボディ１０９内に封止材１０６によって封止されている。蛍光体１０８および封止材１０６の材料は、実施形態１で説明した発光部４を構成する蛍光体および封止材の材料と同様のものでよく、特に限定されない。
　ＬＥＤチップ１０５は、金属（アルミニウム、銅や鉄）等の熱伝導性の高い材料からなるヒートシンク１１３に載置されている。また、ＬＥＤチップ１０５は、アノード電極（陽極）であるケース電極１１１ａおよびカソード電極（陰極）であるケース電極１１１ｂに配線を介して電気的に接続されており、これらの電極から電力が供給される。
　第１のＬＥＤ１０４ａでは、ＬＥＤチップ１０５から出射した励起光が蛍光体１０８に照射されることによって、蛍光体１０８から蛍光が発せられ、その蛍光を含む照明光が第１のＬＥＤ１０４ａの上面から出射される。
　ここで、第１のＬＥＤ１０４ａは、封止材１０６の表面（上面）形状が平坦に形成されており、この平坦な上面から蛍光を含む照明光が出射される。そのため、第１のＬＥＤ１０４ａでは、水平方向への蛍光を含む照明光の出射が制限されるので、放射角度分布が相対的に狭くなる。
　一方、第２のＬＥＤ１０４ｂは、第１のＬＥＤ１０４ａよりも出射する蛍光を含む照明光の放射角度分布が広くなるように、封止材１０７の表面形状が円周面に形成されている点において、第１のＬＥＤ１０４ａと異なっている。第２のＬＥＤ１０４ｂは、この円周面から蛍光を含む照明光が出射されるため、第１の発光部分４ａに比べて、水平方向に広がった放射角度分布となる。
　この第２のＬＥＤ１０４ｂは、円周面の回転軸が投光軸に対して略平行となる向きで、載置台７に載置されている。
　このように、発光部１０４は、互いに放射角度分布の異なる、第１のＬＥＤ１０４ａおよび第２のＬＥＤ１０４ｂを含んでいる。そのため、第１の発光ＬＥＤ１０４ａおよび第２のＬＥＤ１０４ｂの一方を選択的に発光させることにより、発光部１０４から異なる放射角度分布で蛍光を含む照明光を出射することができる。
　図２０は、図１８に示されるヘッドライト１０１の要部構成を示すブロック図である。図２０に示されるように、ヘッドライト１０１は、さらに、ＬＥＤ駆動部１１０、載置台駆動部１１、および制御部１１２を備えている。
　（ＬＥＤ駆動部１１０）
　ＬＥＤ駆動部１１０は、第１のＬＥＤ１０４ａおよび第２のＬＥＤ１０４ｂの駆動を個別に制御するものである。具体的には、ＬＥＤ駆動部１１０は、制御部１１２から出力された制御信号に基づいて、第１のＬＥＤ１０４ａおよび第２のＬＥＤ１０４ｂの点灯／消灯を選択的に切り替える。
　（制御部１１２）
　制御部１１２は、ヘッドライト１０１が備える各部を統括的に制御するものである。例えば、制御部１１２は、ドライバーの入力操作または車両の走行状態等に応じて載置台駆動部１１を制御することで、載置台７に載置された第１のＬＥＤ１０４ａおよび第２のＬＥＤ１０４ｂの一方が、リフレクタ５の焦点Ｐに配置されるように、載置台７をスライドさせる。また、制御部１１２は、ＬＥＤ駆動部１１０を制御することで、リフレクタ５の焦点Ｐに配置された、第１のＬＥＤ１０４ａおよび第２のＬＥＤ１０４ｂの一方を点灯させる。
　これにより、制御部１１２は、第１のＬＥＤ１０４ａおよび第２のＬＥＤ１０４ｂの一方をリフレクタ５の焦点Ｐにおいて選択的に発光させることで、ヘッドライト１０１の投光範囲を切り替える。
　＜ヘッドライト１０１における投光範囲の切り替え制御＞
　次に、ヘッドライト１０１における投光範囲の切り替え制御の一例について、図２１を参照して説明する。ここでは、車両ｃ（図１０を参照）の走行速度に応じて、照明光の投光範囲を切り替える制御について説明する。
　図２１（ａ）は、第１のＬＥＤ１０４ａがリフレクタ５の焦点Ｐに配置されたときのヘッドライト１０１を示す上面図であり、図２１（ｂ）は、第２のＬＥＤ１０４ｂがリフレクタ５の焦点Ｐに配置されたときのヘッドライト１０１を示す上面図である。
　制御部１１２は、車両ｃの走行速度に応じて、照明光の投光範囲を、投光範囲Ａ１と投光範囲Ａ２との間で切り替える。例えば、車両ｃの走行速度が所定の速度を超えたとき、制御部１１２は、載置台駆動部１１を制御して、図２１（ａ）に示されるように、リフレクタ５の焦点Ｐに第１のＬＥＤ１０４ａが配置されるように、載置台７をスライドさせる。また、制御部１１２は、ＬＥＤ駆動部１１０を制御することで、第２のＬＥＤ１０４ｂを消灯させると共に、リフレクタ５の焦点Ｐに配置された第１のＬＥＤ１０４ａを点灯させる。これにより、第２の発光ＬＥＤ１０４ｂに代えて第１のＬＥＤ１０４ａをリフレクタ５の焦点Ｐにおいて点灯させることで、ヘッドライト１０１の照明光の投光範囲を、投光範囲Ａ２から投光範囲Ａ１に切り替えることができる。
　一方、車両ｃの走行速度が所定の速度以下となったとき、制御部１１２は、載置台駆動部１１を制御して、図２１（ｂ）に示されるように、リフレクタ５の焦点Ｐに第２のＬＥＤ１０４ｂが配置されるように、載置台７をスライドさせる。また、制御部１１２は、ＬＥＤ駆動部１１０を制御することで、第１のＬＥＤ１０４ａを消灯させると共に、リフレクタ５の焦点Ｐに配置された第２のＬＥＤ１０４ｂを点灯させる。これにより、第１のＬＥＤ１０４ａに代えて第２のＬＥＤ１０４ｂをリフレクタ５の焦点Ｐにおいて点灯させることで、照明光の投光範囲を、投光範囲Ａ１から投光範囲Ａ２に切り替えることができる。
　従って、例えば、高速道路等における高速走行時には、第１のＬＥＤ１０４ａを点灯させて、車両ｃの前方の狭い範囲（投光範囲Ａ１）を明るく照明し、市街地等における低速走行時には、第２のＬＥＤ１０４ｂを点灯させて、車両ｃの前方周辺も含めた広い範囲（投光範囲Ａ２）を照明するなどの切り替えが可能となる。
　このように、ヘッドライト１０１によれば、車両ｃの走行速度に応じて、照明光の投光範囲を、投光範囲Ａ１と投光範囲Ａ２との間で切り替えることができる。そのため、ドライバーの良好な視界を確保することが可能となるので、安全な運転環境を実現することができる。
　＜実施形態２の総括＞
　以上のように、本実施形態に係るヘッドライト１０１は、蛍光を含む照明光を出射する発光部１０４と、発光部１０４から出射された蛍光を含む照明光を投光するリフレクタ５とを備え、発光部１０４は、少なくとも、第１の放射角度分布で蛍光を含む照明光を出射する第１のＬＥＤ１０４ａと、第１の放射角度分布よりも広い第２の放射角度分布で蛍光を含む照明光を出射する第２のＬＥＤ１０４ｂとを含んでいる。
　そのため、第１のＬＥＤ１０４ａおよび第２のＬＥＤ１０４ｂを選択的に点灯させることにより、発光部１０４から出射される蛍光を含む照明光の放射角度分布を変更することができる。
　従って、本実施形態によれば、発光部１０４の放射角度分布を変更することにより、出射する照明光の投光範囲を、投光範囲Ａ１と投光範囲Ａ２との間で容易に切り替えることができるヘッドライト１０１を実現することができる。
　＜変形例＞
　次に、本実施形態に係るヘッドライト１０１の変形例について、図２２を参照して説明する。
　図２２（ａ）および（ｂ）は、ＬＥＤの放射角度分布を制御するための構成の一例を示す断面図である。図２２（ａ）および（ｂ）に示されるように、図１９（ａ）に示される第１のＬＥＤ１０４ａの平坦に形成された封止材１０６の上面に、透明または半透明のモールドを形成し、このモールドによるレンズ効果を利用することで放射角度分布を制御することができる。
　例えば、図２２（ａ）に示されるＬＥＤ２０４ａのように、表面形状が平坦に近いモールド２０６を形成した場合、出射される蛍光を含む照明光の放射角度分布はランベルト分布に近づく。一方、図２２（ｂ）に示されるＬＥＤ２０４ｂのように、半円柱形状のモールド２０７を形成した場合、モールド２０７のレンズ効果によって、出射される蛍光を含む照明光の放射角度分布をランベルト分布よりも狭くすることができる。
　このように、透明または半透明のモールドの形状を異なる形状に形成することで、ＬＥＤから出射される蛍光を含む照明光の放射角度分布を変更することができる。
　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。
　〔補足〕
　なお、本発明は、以下のように表現することもできる。すなわち、本発明に係る照明装置は、蛍光部材と、蛍光部材を励起する励起光源と、蛍光を投光する投光部材とを有する照明装置であり、蛍光部材における表面形状の異なる部分を任意に選択して励起することを特徴としている。
　また、本発明に係る照明装置では、励起光源は投光部材の焦点を含む領域を照射することを特徴としている。
　また、本発明に係る照明装置では、蛍光部材がスライドすることを特徴としている。
　また、本発明に係る照明装置では、リング状の蛍光部材が回転することを特徴としている。
　また、本発明に係る照明装置では、蛍光部材の表面の平坦部分と、傾斜部を有する部分とを選択して励起することにより、投光の広がりを制御することを特徴としている。
　また、本発明に係る照明装置では、励起光源は特にレーザであることを特徴としている。
　本発明は、車両用前照灯、車両以外の移動物体の照明装置や、サーチライト、プロジェクター等、様々な照明装置として利用できる。
　　１　　ヘッドライト（照明装置・車両用前照灯）
　　１ａ　ヘッドライト（照明装置・車両用前照灯）
　　２　　レーザ素子
　　４　　発光部
　　４ａ　第１の発光部分
　　４ｂ　第２の発光部分
　　４ｃ　第３の発光部分
　　５　　リフレクタ（投光部）
　　７　　載置台（載置部）
１０１　　ヘッドライト（照明装置・車両用前照灯）
１０４　　発光部
１０４ａ　第１のＬＥＤ（第１の発光素子）
１０４ｂ　第２のＬＥＤ（第２の発光素子）
１１０　　ＬＥＤ駆動部（点灯切替部）
２０４ａ　ＬＥＤ（第１の発光素子）
２０４ｂ　ＬＥＤ（第１の発光素子）
　　Ｐ　　焦点
　　Ａ１　投光範囲
　　Ａ２　投光範囲

Claims (17)

  1. 　光を出射する発光部と、
    　前記発光部から出射された光を投光する投光部とを備え、
    　前記発光部は、出射する光の放射角度分布を、少なくとも、第１の放射角度分布と、当該第１の放射角度分布よりも広い第２の放射角度分布との間で変更可能であることを特徴とする照明装置。
  2. 　前記発光部は、少なくとも、前記第１の放射角度分布で光を出射する第１の発光部分と、前記第２の放射角度分布で光を出射する第２の発光部分とを含み、
    　前記第１の発光部分および前記第２の発光部分の一方を、選択的に発光させることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
  3. 　前記発光部は、励起光を受けて前記光である蛍光を出射する蛍光体を含み、
    　前記第１の発光部分および前記第２の発光部分の一方に、前記励起光が選択的に照射されることを特徴とする請求項２に記載の照明装置。
  4. 　前記発光部を載置する可動式の載置部をさらに備え、
    　前記載置部は、前記第１の発光部分および前記第２の発光部分の一方に、前記励起光が照射されるように、当該励起光に対する前記発光部の相対的な位置または角度を変化させることを特徴とする請求項３に記載の照明装置。
  5. 　前記励起光は、前記投光部の焦点に向けて照射されていることを特徴とする請求項３または４に記載の照明装置。
  6. 　前記第２の発光部分は、前記第１の発光部分よりも厚みが大きい形状であることを特徴とする請求項３から５のいずれか１項に記載の照明装置。
  7. 　前記第１の発光部分は、前記発光部が載置される載置面に対して略平行な平板形状であり、
    　前記第２の発光部分は、前記載置面に当接する底面に対して垂直な方向に向かって、当該底面に平行な断面積が徐々に減少する形状であることを特徴とする請求項６に記載の照明装置。
  8. 　前記発光部は、厚みが徐々に変化する連続的な形状であり、
    　前記連続的な形状のうち、任意の厚みを有する部分が前記第１の発光部分となり、当該任意の厚みを有する部分よりも厚みが大きい部分が前記第２の発光部分となることを特徴とする請求項６に記載の照明装置。
  9. 　前記発光部は、リング形状であることを特徴とする請求項８に記載の照明装置。
  10. 　前記励起光は、レーザ光であることを特徴とする請求項３から７のいずれか１項に記載の照明装置。
  11. 　前記発光部は、少なくとも、前記第１の放射角度分布で光を出射する第１の発光素子と、前記第２の放射角度分布で光を出射する第２の発光素子とを含み、
    　前記第１の発光素子および前記第２の発光素子の一方を、選択的に点灯させることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
  12. 　前記第１の発光素子および前記第２の発光素子を載置する可動式の載置部と、　前記第１の発光素子および前記第２の発光素子の点灯を切り替える点灯切替部とをさらに備え、
    　前記点灯切替部は、前記載置部によって前記第１の発光素子および前記第２の発光素子の一方が前記投光部の焦点に配置されたとき、当該焦点に配置された前記第１の発光素子または前記第２の発光素子を点灯させることを特徴とする請求項１１に記載の照明装置。
  13. 　前記第１の発光素子および前記第２の発光素子は、ＬＥＤであることを特徴とする請求項１１または１２に記載の照明装置。
  14. 　前記載置部は、スライド可能または回転可能に設けられていることを特徴とする請求項４または１２に記載の照明装置。
  15. 　前記発光部は、出射する光の放射角度分布を、互いに異なる３つ以上の放射角度分布に変更可能であることを特徴とする請求項１から１４のいずれか１項に記載の照明装置。
  16. 　請求項１から１５のいずれか１項に記載の照明装置を備えることを特徴とする車両用前照灯。
  17. 　前記照明装置を搭載する車両の速度に応じて、前記発光部から出射される光の放射角度分布を、前記第１の放射角度分布と前記第２の放射角度分布との間で変更することを特徴とする請求項１６に記載の車両用前照灯。
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