WO2018084101A1 - 光源装置 - Google Patents

光源装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2018084101A1
WO2018084101A1 PCT/JP2017/039040 JP2017039040W WO2018084101A1 WO 2018084101 A1 WO2018084101 A1 WO 2018084101A1 JP 2017039040 W JP2017039040 W JP 2017039040W WO 2018084101 A1 WO2018084101 A1 WO 2018084101A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
light
source device
light source
light emitting
emitting device
Prior art date
Application number
PCT/JP2017/039040
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
山中 一彦
松本 憲一
秀雄 山口
岡崎 若彦
江波 康彦
拓 小林
足立 一樹
博隆 上野
Original Assignee
パナソニックIpマネジメント株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by パナソニックIpマネジメント株式会社 filed Critical パナソニックIpマネジメント株式会社
Priority to JP2018548991A priority Critical patent/JP6909801B2/ja
Publication of WO2018084101A1 publication Critical patent/WO2018084101A1/ja
Priority to US16/399,790 priority patent/US11024777B2/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B19/00Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics
    • G02B19/0004Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the optical means employed
    • G02B19/0028Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the optical means employed refractive and reflective surfaces, e.g. non-imaging catadioptric systems
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60QARRANGEMENT OF SIGNALLING OR LIGHTING DEVICES, THE MOUNTING OR SUPPORTING THEREOF OR CIRCUITS THEREFOR, FOR VEHICLES IN GENERAL
    • B60Q1/00Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor
    • B60Q1/02Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor the devices being primarily intended to illuminate the way ahead or to illuminate other areas of way or environments
    • B60Q1/04Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor the devices being primarily intended to illuminate the way ahead or to illuminate other areas of way or environments the devices being headlights
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60QARRANGEMENT OF SIGNALLING OR LIGHTING DEVICES, THE MOUNTING OR SUPPORTING THEREOF OR CIRCUITS THEREFOR, FOR VEHICLES IN GENERAL
    • B60Q11/00Arrangement of monitoring devices for devices provided for in groups B60Q1/00 - B60Q9/00
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21VFUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V23/00Arrangement of electric circuit elements in or on lighting devices
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B19/00Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics
    • G02B19/0033Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the use
    • G02B19/0047Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the use for use with a light source
    • G02B19/0052Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the use for use with a light source the light source comprising a laser diode
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/10Beam splitting or combining systems
    • G02B27/108Beam splitting or combining systems for sampling a portion of a beam or combining a small beam in a larger one, e.g. wherein the area ratio or power ratio of the divided beams significantly differs from unity, without spectral selectivity
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/10Beam splitting or combining systems
    • G02B27/14Beam splitting or combining systems operating by reflection only
    • G02B27/144Beam splitting or combining systems operating by reflection only using partially transparent surfaces without spectral selectivity
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/20Filters
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/36Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the electrodes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/50Wavelength conversion elements
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/58Optical field-shaping elements
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/10Controlling the intensity of the light
    • H05B45/18Controlling the intensity of the light using temperature feedback
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/30Driver circuits
    • H05B45/37Converter circuits
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/20Filters
    • G02B5/28Interference filters
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/10Controlling the intensity of the light

Definitions

  • the present disclosure relates to a light source device.
  • a light source device and a light projecting device using a semiconductor light emitting device composed of a semiconductor light emitting element such as a semiconductor laser in order to radiate a high luminous flux, the light from the semiconductor light emitting device is irradiated to emit light from the wavelength conversion member. It is necessary to efficiently use the emitted light.
  • Patent Document 1 discloses a light emitting device using a semiconductor laser element and a phosphor.
  • a conventional light emitting device 1001 disclosed in Patent Document 1 will be described with reference to FIG.
  • FIG. 57 is a diagram for explaining the configuration of a conventional light emitting device 1001.
  • a conventional light emitting device 1001 includes a semiconductor laser element 1002 that oscillates laser light, and a phosphor 1004 that converts at least part of the laser light oscillated from the semiconductor laser element 1002 into incoherent light.
  • a reflector 1005 that reflects the light emitted from the phosphor 1004 and a safety device (a light detector 1011 and a control unit 1009) that suppresses the coherent laser light from being emitted to the outside.
  • Blue laser light emitted from the semiconductor laser element 1002 is converted into light having a wavelength greater than 500 nm by the phosphor 1004 and emitted.
  • the phosphor 1004 may be abnormally deteriorated in which the phosphor 1004 is damaged or missing.
  • a light conversion abnormality may occur in which the laser light is emitted as it is. Therefore, in the conventional light emitting device 1001 shown in FIG. 57, the output of the semiconductor laser element 1002 is stopped when the photodetector 1011 detects an increase in output caused by abnormal deterioration of the phosphor 1004. .
  • control unit 1009 determines that the output value of the light receiving element 1008 is equal to or greater than a predetermined value
  • the control unit 1009 sends a signal to the drive unit 1010 to stop driving the semiconductor laser element 1002. Yes. Thereby, it is suppressed that a laser beam radiate
  • the optical filter 1007 of the light receiving element 1011 is configured to shield light (visible light) whose wavelength has been converted and to transmit laser light.
  • the light emitted from the light projecting device is detected by the light receiving element, and determined by the determination unit disposed in the periphery of the light projecting device, thereby controlling the semiconductor laser element. For this reason, when the light receiving element, the determination unit, and the semiconductor laser element are interspersed in the light projecting device, an error is likely to occur in the determination by the determination unit, and the control of the light projecting device is likely to be delayed.
  • the present disclosure has been made in order to solve such a problem.
  • the light receiving element can accurately detect abnormal deterioration of the wavelength conversion member, and the light emitting element of the light source device can be instantaneously configured with a compact configuration.
  • An object of the present invention is to provide a light source device that can be stopped.
  • a light source device used for exterior lighting of a vehicle, and includes a single mounting substrate, a semiconductor light emitting device that emits laser light, An external connection member connected to the semiconductor light emitting device and supplied with a drive current of the semiconductor light emitting device from the outside of the light source device, a transistor for controlling the operation of the semiconductor light emitting device, and an operating state of the light source device are detected.
  • An operation state detection circuit for outputting an operation state signal, and the semiconductor light emitting device, the external connection member, the transistor, and the operation state detection circuit are mounted on the mounting substrate.
  • the light source device can be turned off at a high speed when an abnormal operation state occurs, such as when high-density light is emitted from the light source device.
  • the transistor may be connected in series with the semiconductor light emitting device.
  • the transistor connected in series to the semiconductor light emitting device can be controlled using a signal from the operation state detection circuit, so that the power applied to the semiconductor light emitting device can be increased at high speed according to the state of the light source device. Can be controlled.
  • the light source device can be easily equipped with a function of detecting the state of the light source device and a function of controlling the light emission state of the light source device using the detection result.
  • a comparator may be provided that compares the operation state signal with a predetermined reference value and outputs a comparison result, and the transistor may be controlled based on the comparison result.
  • the output from the light receiving element can be directly input to the transistor, when an abnormality occurs in the light source device, it is possible to stop emitting abnormal light from the light source device at high speed. Further, the state of the light source device can be more accurately determined, and the transistor can be turned on / off.
  • the semiconductor light emitting device may have an anode terminal and a cathode terminal, and the operation state detection circuit may detect the voltage of the anode terminal and output the operation state signal based on the detected voltage information.
  • the semiconductor light emitting device can be stopped using a transistor when the voltage becomes a certain level or less. That is, it is possible to suppress an increase in the amount of emitted light using the temperature dependence of the internal resistance of the semiconductor light emitting element.
  • the operation state detection circuit may detect a current flowing through the semiconductor light emitting device and output the operation state signal based on the detected current information.
  • the operation state detection circuit may detect a voltage between the first terminal and the second terminal.
  • the operation state detection circuit includes one or more light receiving elements, and the one or more light receiving elements are: The laser light receives scattered light scattered by the wavelength conversion member or the fluorescence, and the operation state detection circuit outputs the operation state signal based on optical information detected by the one or more light receiving elements. May be.
  • the operation state of the light source device can be accurately detected by the operation state detection circuit.
  • the operation state detection circuit may include a temperature detection element and output the operation state signal based on temperature information detected by the temperature detection element.
  • a light source device having the same function as the above configuration can be easily configured by using an operation state detection circuit in which an inverter is connected to the output portion of the temperature detection element.
  • the semiconductor light-emitting device has an anode terminal and a cathode terminal, the first test pad connected to the anode terminal without any other electronic component, and the other electronic component to the cathode terminal. And a second test pad connected to each other.
  • the semiconductor light emitting element can emit light regardless of the operation or non-operation of the transistor, the light source device can be easily manufactured.
  • the transistor may be connected in parallel with the semiconductor light emitting device.
  • This configuration can stop light emission of the light source device at high speed when an abnormality occurs in the light source device. Furthermore, when the light source device is operating normally, current flows through the semiconductor light emitting device and no current flows through the transistor. Therefore, compared with the case where transistors are connected in series, the power consumption of the transistor in a normal state can be reduced, so that the power consumption of the light source device can be reduced.
  • a microcontroller may be mounted on the mounting substrate, and the microcontroller may control the operation of the semiconductor light emitting device based on the operation state signal.
  • One aspect of the light source device is a light source device used for exterior lighting of a vehicle, and is connected to a single mounting substrate, a semiconductor light emitting device that emits laser light, and the semiconductor light emitting device
  • An external connection member to which a driving current of the semiconductor light emitting device is supplied from the outside of the light source device, a microcontroller for controlling the operation of the semiconductor light emitting device based on the operation state signal, and an operation state of the light source device.
  • An operation state detection circuit that detects and outputs an operation state signal, and the semiconductor light emitting device, the external connection member, the microcontroller, and the operation state detection circuit may be mounted on the mounting substrate.
  • the control algorithm can be set freely.
  • the semiconductor light emitting device has an anode terminal and a cathode terminal, and the operation state detection circuit detects a voltage of the anode terminal and outputs the operation state signal based on the detected voltage information. Good.
  • the state of the light source device can be determined at high speed and accurately by the light source device itself.
  • the operation state detection circuit may detect a current flowing through the semiconductor light emitting device and output the operation state signal based on the detected current information.
  • a transistor for controlling the operation of the semiconductor light emitting device wherein the transistor causes a main current to flow from the first terminal to the second terminal when the transistor is on, and the operation state detection circuit includes the first terminal and the second terminal. You may detect the voltage between 2 terminals.
  • This configuration makes it possible to omit mounting a sense resistor on the light source device.
  • the operation state detection circuit includes one or more light receiving elements, and the one or more light receiving elements are: The laser light receives scattered light scattered by the wavelength conversion member or the fluorescence, and the operation state detection circuit outputs the operation state signal based on optical information detected by the one or more light receiving elements. May be.
  • an optical abnormality can be detected by the operation state detection circuit, and the result can be determined by the microcontroller. Then, the transistor can be controlled using the result determined by the microcontroller.
  • the operation state detection circuit may include a temperature detection element and output the operation state signal based on temperature information detected by the temperature detection element.
  • the temperature information of the light source device can be detected by the operation state detection circuit, and the power applied to the semiconductor light emitting device can be controlled. Therefore, the temperature change of the light source device can be detected and the drive current of the semiconductor light emitting device can be controlled.
  • the microcontroller may control the transistor based on the operation state signal independently of the control outside the light source device.
  • the microcontroller can freely change the power supplied to the semiconductor light emitting device of the light source device separately from the transistor, using an external drive circuit outside the light source device.
  • a non-volatile memory is provided in the microcontroller or on the mounting substrate, and at least one of the light quantity of the scattered light and the light quantity of the fluorescence when the semiconductor light emitting device is operated under an initial state measurement condition.
  • a corresponding initial light amount value may be stored in the nonvolatile memory, and operation control of the semiconductor light emitting device may be performed using the initial light amount value.
  • the light source device can emit a constant amount of emitted light regardless of temperature changes and deterioration over time. For this reason, when the light source device is used for an automobile headlamp or the like, safety is improved because the front is illuminated with a constant illuminance.
  • the nonvolatile memory stores a predetermined coefficient of change over time related to deterioration of the semiconductor light emitting device over time, and an accumulated operation time of the semiconductor light emitting device measured using the microcontroller and the nonvolatile memory. Then, the operation control of the semiconductor light emitting device may be performed using the initial light quantity value, the temporal change coefficient, and the cumulative operation time.
  • the amount of light emitted from the light source device can be made constant regardless of the operation time. Accordingly, the amount of light received by the light receiving element is also constant regardless of the operation time when there is no abnormality in the light source device, so that the abnormality of the light source device can be detected more accurately.
  • a nonvolatile memory is provided in the microcontroller or on the mounting substrate, and an initial temperature value corresponding to a temperature when the semiconductor light emitting device is operated under an initial state measurement condition is stored in the nonvolatile memory, Operation control of the semiconductor light emitting device may be performed using the initial temperature value and the temperature information.
  • the state of the light source device can be detected more accurately with respect to the temperature of the light source device, and the light source device can be accurately operated.
  • a nonvolatile memory is provided in the microcontroller or on the mounting substrate, drive current information corresponding to the temperature information is stored in the nonvolatile memory, and the operation of the semiconductor light emitting device is performed using the drive current information. Control may be performed.
  • a secondary or higher-order low-pass filter may be provided between the one or more light-receiving elements and the microcontroller.
  • the output signals of the one or more light receiving elements may be used after being averaged by the microcontroller.
  • the pulse signal output from the light receiving element can be averaged and input to the calculation unit of the microcontroller, so that the light receiving element detects the light of the semiconductor light emitting device. Can do.
  • the semiconductor light emitting device is pulse-driven, and operation control is performed with reference to an output signal of the one or more light receiving elements during a pulse-off period of the pulse drive. May be.
  • a gain switching circuit for controlling the amplitude of the output signal of the one or more light receiving elements may be provided between the one or more light receiving elements and the microcontroller.
  • the light source device receives light emitted from the wavelength conversion member even when the light source device, that is, the semiconductor light emitting device is driven with a sufficiently small amount of current, which is different from normal driving conditions. Can be accurately detected. For this reason, the state of the wavelength conversion member can be detected accurately.
  • the one or more light receiving elements receive the scattered light and output a first signal; and a second light receiving element that receives the fluorescence and outputs a second signal.
  • the microcontroller may control the operation of the semiconductor light emitting device based on a ratio between the first signal and the second signal.
  • the damage state of the phosphor can be accurately extracted based on the ratio of the emitted light scattered by the phosphor and the fluorescence converted by the phosphor.
  • the one or more light receiving elements receive the scattered light and output a first signal; and a second light receiving element that receives the fluorescence and outputs a second signal.
  • the microcontroller may control the operation of the semiconductor light emitting device based on an absolute value of at least one of the first signal and the second signal.
  • the one or more light receiving elements receive the scattered light and output a first signal; and a second light receiving element that receives the fluorescence and outputs a second signal.
  • the scattered light of Lambertian light distribution is incident on the first light receiving element, and the fluorescence of Lambertian light distribution is incident on the second light receiving element.
  • the light receiving element it is possible to accurately detect abnormal deterioration of the wavelength conversion member by the light receiving element. Furthermore, the signal detected by the light receiving element can be calculated, and the calculation result can be output to the outside of the light source device by the external connection member at high speed. Furthermore, since the mounting substrate for performing these calculations can be reduced in size, a small light source device can be realized.
  • an optical filter may be provided in a light guide path between the wavelength conversion member and the one or more light receiving elements.
  • the operation state detection circuit can detect the state of the light source device more accurately.
  • the optical filter may be composed of a light transmitting member and a dielectric multilayer film.
  • This configuration makes it possible to easily design the wavelength dependence of transmittance.
  • a base on which the wavelength conversion member is installed, and a base cover having a plate-like shape and an arithmetic average roughness of the surface of 0.5 ⁇ m or more around the wavelength conversion member may be provided.
  • part of the emitted light is reflected by the translucent member, passes through the optical filter, and can be detected by the light receiving element of the operation state detection circuit. Accordingly, the state of the light source device can be detected by the operation state detection circuit, and the semiconductor light emitting device can be controlled using the transistor 30.
  • the base cover may cover a part of the outer periphery of the wavelength conversion member in plan view.
  • This configuration allows the base cover 170 to scatter even if light irradiates other than the vicinity of the light emitting portion 4a of the wavelength conversion element 2.
  • the reflected light travels toward the light receiving element while performing multiple reflection on the side surface of the light guide opening, the reflected light can be efficiently guided to the light receiving element.
  • a light shielding unit that shields interference light from the outside of the light source device may be provided in the vicinity of a path through which the scattered light and the fluorescence are incident on the light guide opening.
  • the amount of reflected light can be adjusted by the light shielding portion (opening portion).
  • a light transmitting member may be provided in the light emission path to the outside, and the surface of the light transmitting member may be covered with a water repellent film.
  • a light transmissive member may be provided in the light emission path to the outside, and the light transmissive member may be composed of a plurality of glass plates.
  • a light transmitting member may be provided in the light emission path to the outside, and the light transmitting member may be a condenser lens.
  • the emitted light can be emitted to the outside of the light source device with high optical efficiency by the translucent member which is a condenser lens. Further, since the wavelength conversion member can be covered with the cover unit, it is possible to suppress the dust from adhering to the surface of the wavelength conversion member from the outside and the optical characteristics of the emitted light from being deteriorated.
  • the mounting board is a multilayer wiring board having three or more layers, and the semiconductor light emitting device has an anode terminal and a cathode terminal, and the wiring for connecting the anode terminal or the cathode terminal and the external connection member is used.
  • the inner layer wiring of the mounting board may be used.
  • the mounting substrate can be formed without forming a large number of wirings having a small wiring width in the inner wiring layer, for example, the second wiring layer. For this reason, it can suppress that the 1st base material joined to the 2nd wiring layer and the 2nd base material join to the surface with many unevenness. For this reason, peeling with a wiring layer and a base material, specifically, a 2nd wiring layer, a 1st base material, and a 2nd base material can be suppressed.
  • the semiconductor light emitting device includes an anode terminal and a cathode terminal.
  • the wiring connecting the anode terminal or the cathode terminal and the external connection member includes the anode terminal, the cathode terminal, and the external connection. No vias other than the member and the connection with the transistor are arranged.
  • This configuration enables low impedance wiring.
  • microcontroller may be disposed between the semiconductor light emitting device and the one or more light receiving elements in plan view.
  • the semiconductor light emitting device, the microcontroller, and the light receiving element can be easily arranged, and in the light source device, the light receiving element can be arranged at a position away from the semiconductor light emitting device that is a heat generation source. For this reason, it is possible to suppress the temperature of the light receiving element from being affected by the heat generated by the semiconductor light emitting device and causing an error in the output signal of the light receiving element.
  • the temperature detection element may be disposed between the semiconductor light emitting device and the microcontroller in plan view.
  • the temperature detection element can be disposed close to the semiconductor light emitting device, and a microcontroller that is another heat source between the semiconductor light emitting device and the temperature detection element is not disposed. It is possible to measure the temperature of the semiconductor light emitting device with high accuracy. Furthermore, a temperature change of the semiconductor light emitting device can be detected at high speed using the temperature detection element.
  • the outer shape of the microcontroller is substantially square or substantially rectangular, and the four sides of the microcontroller mounted on the mounting substrate are arranged so as not to be parallel to the long sides of the external connection member in plan view. Also good.
  • the peripheral circuit of the microcontroller 32 can be designed more freely on the mounting board 160, so that the width of the mounting board 160 can be reduced. As a result, the light source device 400 can be reduced in size.
  • it may have a common mode choke coil disposed between the external connection member and the input terminal of the microcontroller in plan view.
  • the noise associated with the high-frequency pulse generated by the microcontroller is transmitted from the microcontroller side to the external connection member, and is transmitted to the external wiring, drive circuit, battery, etc. connected to the external connection member. It is possible to suppress malfunction of other connected electric circuits.
  • the semiconductor light emitting device and the mounting substrate have a base to which the mounting substrate is fixed.
  • the base has a first fixing surface to which the mounting substrate is fixed and an external device to which the first fixing is fixed.
  • the first fixing surface and the second fixing surface may be different surfaces having a second fixing surface that does not face the surface.
  • This configuration facilitates heat dissipation from the semiconductor light emitting device.
  • the mounting board is fixed to the base, and the base has a reference hole used for fixing to the external device, and the mounting board has a portion corresponding to the reference hole of the base in plan view. It may be.
  • This configuration makes it possible to easily fix the light source device to a heatsink (external device) of a lamp while reducing the size of the light source device.
  • the mounting substrate may have an open screw hole in an extension of the external connection member in the long side direction.
  • the mounting substrate is firmly fixed to the base, and the width of the driving substrate can be reduced in the minor axis direction, so that a small light source device can be realized.
  • the end of the mounting portion of the semiconductor light emitting device on the mounting substrate may be chamfered so as to follow the outer shape of the semiconductor light emitting device in plan view.
  • This configuration can improve the heat dissipation of the light source device, that is, the heat dissipation from the semiconductor light emitting device to the external heat sink, even when the mounting surface of the mounting substrate in the light source device is used to connect to the external heat radiator.
  • the extended portion in the long side direction of the external connection member on the mounting substrate may have chamfered corners.
  • the area of the mounting substrate can be reduced while maintaining the size of the light source device, the surface area of the base of the first surface of the light source device is increased, and the heat dissipation from the light source device to the external radiator is improved. It can be improved.
  • the electronic component mounted on the mounting board may be covered with a protective film.
  • This configuration can prevent the terminals of the electronic component from being short-circuited by dust or the like.
  • an abnormal deterioration of the wavelength conversion member can be accurately detected by the light receiving element, and the light emitting element of the light source device has a compact configuration. Can be stopped instantaneously.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of the light source device according to Embodiment 1.
  • FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the light source device according to Embodiment 1 as viewed from the first surface side of the light source device.
  • FIG. 3 is a schematic perspective view showing the configuration of the light source device according to Embodiment 1.
  • FIG. 4 is a schematic diagram for explaining the configuration of the mounting substrate of the light source device according to Embodiment 1.
  • FIG. 5 is a circuit block diagram showing a circuit configuration mounted on the mounting substrate of the light source device according to Embodiment 1.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view illustrating the method for manufacturing the light source device according to the first embodiment.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of the light source device according to Embodiment 1.
  • FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the light source device according to Embodiment 1 as viewed from the first surface side of the light source device.
  • FIG. 7 is a schematic partial cross-sectional view illustrating the function of the light source device according to the first embodiment.
  • FIG. 8 is a circuit block diagram illustrating a first modification of the light source device according to the first embodiment.
  • FIG. 9 is a circuit block diagram illustrating a second modification of the light source device according to the first embodiment.
  • FIG. 10 is a circuit block diagram illustrating a third modification of the light source device according to the first embodiment.
  • FIG. 11 is a circuit block diagram illustrating a fourth modification of the light source device according to the first embodiment.
  • FIG. 12 is a circuit block diagram illustrating Modification Example 5 of the light source device according to Embodiment 1.
  • FIG. 13 is a circuit block diagram illustrating a sixth modification of the light source device according to the first embodiment.
  • FIG. 14 is a circuit block diagram illustrating Modification Example 7 of the light source device according to Embodiment 1.
  • FIG. 15 is a circuit block diagram for explaining a modification 8 of the light source device according to the first embodiment.
  • FIG. 16 is a schematic partial cross-sectional view illustrating Modification Example 9 of the light source device according to Embodiment 1.
  • FIG. 17 is a schematic partial cross-sectional view for explaining a ninth modification of the light source device according to the first embodiment.
  • FIG. 18 is a schematic cross-sectional view illustrating the light source device according to the second embodiment.
  • FIG. 19 is a diagram for explaining the configuration of the mounting substrate of the light source device according to the second embodiment.
  • FIG. 20A is a schematic cross-sectional view illustrating a light source device according to Modification 1 of Embodiment 2.
  • FIG. 20B is a schematic cross-sectional view illustrating a light source device according to Modification 2 of Embodiment 2.
  • FIG. 21 is a schematic diagram illustrating a light source device according to Embodiment 3.
  • FIG. 22 is a flowchart for explaining the operation of the light source device according to the third embodiment.
  • FIG. 23 is a flowchart for explaining the operation of detecting the state of the light source device according to the third embodiment.
  • FIG. 24 is a diagram for explaining a change in the shape of the wavelength conversion member and a change in the emitted light of the light source device according to the third embodiment.
  • FIG. 25 is a schematic diagram illustrating the dependence of the light intensity of the first emitted light emitted from the wavelength conversion member of the light source device according to Embodiment 3 on the angle from the optical axis.
  • FIG. 26 is a schematic diagram showing the dependence of the light intensity of the second emitted light emitted from the wavelength conversion member of the light source device according to Embodiment 3 on the angle from the optical axis.
  • FIG. 27 is a schematic diagram showing a result of comparing the dependence of the light intensity of the first emitted light emitted from the wavelength conversion member of the light source device on the angle from the optical axis for a plurality of light source devices.
  • FIG. 28A is a diagram for explaining variation in signals detected by light receiving elements of a plurality of light source devices in the third embodiment.
  • FIG. 28B is a diagram for explaining variations in signals detected by the light receiving elements of the plurality of light source devices in the comparative example.
  • FIG. 29 is a schematic cross-sectional view illustrating the light source device according to Embodiment 4.
  • FIG. 30 is a schematic perspective view showing the configuration of the light source device according to Embodiment 4.
  • FIG. 31A is a circuit block diagram illustrating a circuit mounted on a light source device according to Embodiment 4, a drive circuit connected thereto, and the like.
  • FIG. 31B is a flowchart for explaining the operation of detecting the state of the light source device according to Embodiment 4.
  • FIG. 31A is a circuit block diagram illustrating a circuit mounted on a light source device according to Embodiment 4, a drive circuit connected thereto, and the like.
  • FIG. 31B is a flowchart for explaining the
  • FIG. 32 is a schematic diagram for explaining a configuration of a mounting board of the light source device according to Embodiment 4.
  • FIG. 33 is a schematic cross-sectional view illustrating a configuration of a light projecting device configured using the light source device according to the fourth embodiment.
  • FIG. 34 is a schematic diagram for explaining a method for manufacturing the light projecting device configured using the light source device according to the fourth embodiment.
  • FIG. 35 is a schematic cross-sectional view for explaining the configuration in the vicinity of the wavelength conversion element and the light receiving element of the light source device according to Embodiment 4.
  • FIG. 36 is a schematic diagram for explaining a configuration in the vicinity of the wavelength conversion element of the light source device according to the fourth embodiment.
  • FIG. 37A is a diagram for explaining the operation of the light source device according to Embodiment 4.
  • FIG. 37B is a diagram for explaining the operation of the light source device according to Embodiment 4.
  • FIG. 37C is a diagram for explaining the operation of the light source device according to Embodiment 4.
  • FIG. 37D is a diagram for explaining the operation of the light source device according to Embodiment 4.
  • FIG. 38A is a diagram for explaining deformation and alteration of the wavelength conversion member according to Embodiment 4.
  • FIG. 38B is a diagram for explaining deformation and alteration of the wavelength conversion member according to Embodiment 4.
  • FIG. 38C is a view for explaining deformation and alteration of the wavelength conversion member according to Embodiment 4.
  • FIG. 38A is a diagram for explaining deformation and alteration of the wavelength conversion member according to Embodiment 4.
  • FIG. 38B is a diagram for explaining deformation and alteration of the wavelength conversion member according to Embodiment 4.
  • FIG. 38C is
  • FIG. 39 is a diagram for explaining an example of the detection result of the operation state detection circuit according to the fourth embodiment.
  • FIG. 40A is a diagram for describing an example of a detection result of the operation state detection circuit according to the fourth embodiment.
  • FIG. 40B is a diagram for explaining an example of a detection result of the state detection circuit according to the fourth embodiment.
  • FIG. 41 is a circuit block diagram mounted on the light source device according to the first modification of the fourth embodiment.
  • FIG. 42 is a schematic cross-sectional view for explaining a configuration in the vicinity of the wavelength conversion element and the light receiving element of the light source device according to the second modification of the fourth embodiment.
  • FIG. 43 is a schematic cross-sectional view of the vicinity of the semiconductor light emitting device of the light source device according to the second modification of the fourth embodiment.
  • FIG. 40A is a diagram for describing an example of a detection result of the operation state detection circuit according to the fourth embodiment.
  • FIG. 40B is a diagram for explaining an example of a detection result of
  • FIG. 44 is a schematic cross-sectional view of the vicinity of the semiconductor light emitting device of the light source device according to the fourth embodiment.
  • FIG. 45 is a diagram illustrating a configuration of a light source device according to Modification 3 of Embodiment 4.
  • FIG. 46A is a diagram illustrating a configuration of a light source device according to Modification 4 of Embodiment 4.
  • FIG. 46B is a diagram for describing a configuration of a light source device according to Modification 5 of Embodiment 4.
  • FIG. 47 is a diagram illustrating the configuration of a light source device according to Modification 6 of Embodiment 4.
  • FIG. 48 is a schematic cross-sectional view of the light projecting device according to the fifth embodiment.
  • FIG. 45 is a diagram illustrating a configuration of a light source device according to Modification 3 of Embodiment 4.
  • FIG. 46A is a diagram illustrating a configuration of a light source device according to Modification 4 of Embodiment 4.
  • FIG. 46B
  • FIG. 49 is a circuit block diagram of a mounting board mounted on the light source device according to Embodiment 5.
  • FIG. 50A is a flowchart for explaining the operation of detecting the state of the light source device according to Embodiment 5.
  • FIG. 50B is a schematic cross-sectional view of a light projecting device according to Modification 1 of Embodiment 5.
  • FIG. 51 is a flowchart for explaining the operation of the light source device according to the second modification of the fifth embodiment.
  • FIG. 52 is a timing chart for explaining the operation of the light source device according to the second modification of the fifth embodiment.
  • FIG. 53 is a schematic cross-sectional view illustrating the light source device according to Embodiment 6.
  • FIG. 54 is a schematic cross-sectional view for explaining the configuration in the vicinity of the wavelength conversion element and the light receiving element of the light source device according to Embodiment 6.
  • FIG. 55A is a schematic cross-sectional view of the light source device according to Embodiment 7.
  • FIG. 55B is an exploded perspective view of some components of the light source device according to Embodiment 7.
  • FIG. 56A is a schematic cross-sectional view of the light source device according to Embodiment 8.
  • FIG. 56B is a perspective view extracted centering on main active elements and optical elements of the light source device according to Embodiment 8.
  • FIG. 57 is a schematic diagram showing a configuration of a conventional light source device.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a configuration of a light source device 100 according to Embodiment 1
  • FIG. 2 is a schematic view of the light source device 100 viewed from the first surface 50t side (the lower side in FIG. 1). is there.
  • FIG. 3 is a schematic perspective view illustrating the light source device 100 according to the first embodiment.
  • 4 is a schematic diagram for explaining the configuration of the mounting board of the light source device 100
  • FIG. 5 is a simple circuit block diagram showing the circuit configuration mounted on the mounting board.
  • a light source device 100 includes a semiconductor light emitting device 10 on which a semiconductor light emitting element 12, for example, a semiconductor laser is mounted, and an external connection member for supplying power to the semiconductor light emitting device 10 from the outside. 166, a state detection circuit 1 including a light receiving element 42 and the like, and a transistor 30 connected to the semiconductor light emitting device 10.
  • the semiconductor light emitting element 12 is mounted on a TO-CAN type package 14 having lead pins 16a and 16b, and the portion on which the semiconductor light emitting element 12 is further mounted includes a translucent member 18 such as glass. It is configured by being covered with a can 15.
  • the semiconductor light emitting element 12 is electrically connected to the lead pins 16a and 16b with a metal wire or the like (not shown).
  • the state detection circuit 1 is an operation state detection circuit that detects an operation state of the light source device 10 and outputs an operation state signal.
  • the state detection circuit 1 includes the first light receiving element 42 and a resistor, and the physical quantity related to the spectrum and the amount of light emitted from the semiconductor light emitting device 10 is used as the operating state of the light source device 100. To detect.
  • the transistor 30 is connected to the semiconductor light emitting device 10 and adjusts the amount of current applied to the semiconductor light emitting device 10 according to an operation state signal from the state detection circuit 1.
  • the light source device 10 further includes a mounting substrate 160.
  • the mounting substrate 160 is a printed substrate in which a printed wiring made of, for example, copper foil is formed on an insulating substrate such as glass epoxy or ceramics.
  • the semiconductor light emitting device 10 the external connection member 166, the state detection circuit 1, and the transistor 30 are mounted.
  • the semiconductor light emitting device that changes the operation state of the light source device, the external connection member for supplying power to the semiconductor light emitting device, the operation state detection circuit that detects the operation state of the light source device, and the operation A transistor capable of controlling power to the semiconductor light emitting device by an operation state signal from the state detection circuit is mounted on the same mounting board. For this reason, when an abnormality occurs in the light source device, the operating state of the semiconductor light emitting device can be immediately changed, and the light source device can be changed to a safer operating state. Specifically, the light source device can be turned off at a high speed when an abnormal operation state occurs, such as when high-density light is emitted from the light source device.
  • the light source device 100 includes a base 50 made of, for example, an aluminum alloy.
  • the mounting substrate 160 and the semiconductor light emitting device 10 are fixed to the base 50.
  • the base 50 of the light source device 100 is fixed to an external radiator such as a heat sink (not shown) or an external device such as a casing of the light projecting device when the light projecting device is configured using the light source device of the present embodiment.
  • 1st surface 50t which is a fixed surface for doing.
  • the mounting substrate 160 is disposed on a fixed surface at a portion that is recessed by one step from the first surface 50 t of the base 50.
  • the mounting substrate 160 is arranged in parallel with the first surface 50t.
  • the light source device 100 further includes a wavelength conversion element 2 that absorbs part of the light from the semiconductor light emitting device 10 and emits light that is changed according to the spectrum and the amount of light.
  • a wavelength conversion member 4 including a phosphor such as yttrium aluminum garnet (YAG) phosphor is formed on a support member 6 having a reflective film formed on a high thermal conductivity substrate. It is constituted by.
  • the light source device 100 further includes a condensing optical member 20 that condenses the emitted light 54 radiated from the semiconductor light emitting device 10 onto the light emitting unit 4 a that is a local region of the wavelength conversion member 4.
  • the condensing optical member 20 includes a lens 20a that is a collimator lens, for example, and a reflective optical element 20b that is a glass substrate on which a concave lens and a reflective film are formed.
  • the condensing optical member 20 and the wavelength conversion element 2 are disposed on the base 50. At this time, the condensing optical member 20 and the wavelength conversion element 2 are fixed to the surface of the base 50 opposite to the surface on which the first surface 50t is formed.
  • the condensing optical member 20 and the wavelength conversion element 2 are covered with a cover unit 150 that includes the translucent member 60 and the holding member 152. In this embodiment, cover unit 150 is fixed to base 50 by screws 122 and 124.
  • the mounting board 160 is fixed to the base 50 with screws 126, 128A, and 128B. Then, through holes through which the lead pins 16 a and 16 b of the semiconductor light emitting device 10 pass are formed in the mounting substrate 160. The lead pins 16a and 16b are soldered to the printed wiring of the mounting substrate 160 and are electrically connected.
  • the light source device 100 includes a reference hole 146a for accurately aligning with an external device such as an external radiator (not shown) disposed on the first surface 50t side, and a long hole 146b paired with the reference hole 146a.
  • an external device such as an external radiator (not shown) disposed on the first surface 50t side
  • a long hole 146b paired with the reference hole 146a.
  • the through-holes 140A, 140B, 140C, 140D which are four holes for fixing with the screw etc. which are not illustrated are formed in the external radiator which is not illustrated arranged at the 1st surface 50t side.
  • the through holes 140A, 140B, 140C, 140D are formed in the peripheral region of the base 50 as shown in FIGS.
  • the light source device 100 can be easily fixed to an external radiator (not shown) with high positional accuracy.
  • the base 50 has a pedestal 50d, and the pedestal 50d includes a second surface 50s on a surface opposite to the first surface 50t.
  • the reference hole 146 a and the long hole 146 b penetrate the base 50 and form an opening also on the second surface 50 s of the base 50.
  • a light projecting optical member such as a curved mirror is fixed to the second surface 50s of the base 50 when the light projecting device is configured using the light source device of the present embodiment.
  • the reference hole 146a and the long hole 146b formed in the second surface 50s can be used for alignment between the light emitting unit 4a of the light source device 100 and the light projecting optical member fixed to the second surface 50s.
  • screw holes 130a and 130b are formed on the same surface as the second surface 50s where the reference hole 146a and the long hole 146b are formed. With this configuration, the light projecting optical member constituting the light projecting device can be easily and accurately fixed to the light source device 100 using the reference hole 146a, the long hole 146b, the screw hole 130a, and the screw hole 130b.
  • printed wirings 162 ⁇ / b> A, 162 ⁇ / b> C, and 162 ⁇ / b> D having a large wiring width are formed on the mounting substrate 160 in order to apply a large current of, for example, 3 amperes to the semiconductor light emitting device 10.
  • the printed wiring 162 ⁇ / b> A is used as an anode wiring of the semiconductor light emitting device 10
  • the printed wirings 162 ⁇ / b> C and 162 ⁇ / b> D are used as a cathode wiring of the semiconductor light emitting device 10.
  • a transistor 30 which is a field effect transistor, for example, is connected between the printed wirings 162C and 162D.
  • the transistor 30 is, for example, a p-channel field effect transistor, and is used when the voltage is not applied to the gate terminal 30G.
  • the transistor 30 is connected in series with the semiconductor light emitting device 10. Further, the gate terminal 30G of the transistor 30 is connected to the state detection circuit 1 constituted by the light receiving element 42 by the printed wiring 162G. Operation status signal output from the state detection circuit 1 is inputted directly or predetermined signal converted signal S FET, and the gate terminal 30G transferred printed wiring 162G.
  • the transistor 30 connected in series with the semiconductor light emitting device 10 can be controlled using the operation state signal from the state detection circuit 1. Therefore, the power applied to the semiconductor light emitting device 10 can be controlled at high speed according to the state of the light source device. Further, the light source device 10 can be easily equipped with a function for detecting the operation state of the light source device and a function for controlling the operation state such as light emission of the light source device using the detection result.
  • FIGS. 4 is a diagram showing the light source device 100 as seen from the first surface 50t side, as in FIG. 2. Further, the external shape of the mounting substrate 160 is shown by removing the screws 126, 128A, and 128B from FIG. It is.
  • the semiconductor light emitting device 10 is connected to the left side of the mounting substrate 160, and the external connection member 166 that is a connector is connected to the right side.
  • the circuit block diagram of FIG. 5 similarly, the semiconductor light emitting device 10 is arranged on the left side and the external connection member 166 is arranged on the right side, and the comparison is easily shown.
  • the external connection member 166 includes terminals T1, T2, and T3 for electrical connection with the external wiring 180.
  • the first light receiving element 42 constituting the state detection circuit 1 receives the light related to the light emitted from the semiconductor light emitting device 10, and thus the surface of the mounting substrate 160 opposite to the first surface 50 t side. To be implemented. For this reason, the semiconductor light emitting device 10 and the external connection member 166 that are also arranged on the opposite surface are indicated by dotted lines.
  • the configuration and operation of the mounting substrate 160 will be described in more detail using the simple circuit block diagram of FIG. In the schematic sectional view of FIG. 4, only the main circuit components of the circuit block shown in FIG. 5 are shown.
  • the current input from the terminal T1 of the external connection member 166 is input to the semiconductor light emitting device 10 through the printed wiring 162A, and is guided to the outside from the terminal T2 of the external connection member 166 through the printed wirings 162C and 162D.
  • the transistor 30 is inserted between the printed wirings 162C and 162D.
  • the state detection circuit 1 includes a first light receiving element 42 and a resistor R03, and a constant voltage is applied by a voltage regulator which is a constant voltage circuit.
  • the output part of the state detection circuit 1 is connected to the filter circuit NF1 and further connected to the gate 30G of the transistor 30.
  • the filter circuit NF1 is preferably a low-pass filter including a resistor and a capacitor.
  • the printed wiring 162A is directly connected to the lead pin 16a for the anode terminal of the semiconductor light emitting device 10 on which the semiconductor light emitting element 12 is mounted.
  • the printed wiring 162C is directly connected to the lead pin 16b for the cathode terminal.
  • test pads 162TA and 162TC that can be electrically connected to the semiconductor light emitting device 10 using contact pins from the outside are formed on the printed circuit boards 162A and 162C, respectively.
  • the mounting substrate 160 is long in the direction connecting the semiconductor light emitting device 160 and the wavelength conversion member 4 and short in the direction perpendicular to the direction.
  • the long direction of the mounting substrate 160 is the long axis
  • the short direction is the short axis.
  • the external connection member 166 has a rectangular shape in plan view, and has a short side that is short in the long axis direction of the mounting substrate 160 and a long side that is long in the short axis direction.
  • the mounting substrate 160 is fixed to a fixed surface at a position one step inside the first surface 50t of the base 50 on the first surface 50t side.
  • the light source device can be fixed by bringing the external radiator having a flat surface and the first surface 50t of the base 50 into contact with each other. For this reason, the heat radiation path from the light source device to the external heat radiator can be easily configured.
  • the mounting board 160 is provided with mounting screw holes 160T and mounting screw holes 160L and 160R for fixing the mounting board 160 to the base 50 with screws. At this time, the mounting screw holes 160L and 160R are arranged in pairs in the short axis direction of the mounting substrate 160, that is, in the long side direction of the external connection member 166.
  • the mounting screw holes 160L and 160R open in the external direction in a plan view.
  • the mounting screw holes 160L and 160R are through holes, the extended portions 160RW and 160LW of the mounting substrate 160 that are slightly larger than the screws 128A and 128B are required. Therefore, the extension portions 160RW and 160LW can be made unnecessary by the structure in which the mounting screw holes 160L and 160R are opened to the outside.
  • the mounting substrate can be firmly fixed to the base, and the width of the drive substrate can be reduced in the minor axis direction, so that a small light source device can be realized.
  • the mounting substrate 160 when viewed from the first surface 50 t side of the light source device 100, the mounting substrate 160 is opened at a position where the base reference hole 146 a and the long hole 146 b are formed in a plan view. An opening 160W having a shape is formed. With this configuration, the light source device can be easily fixed to a heatsink or the like of a lamp while reducing the outer shape of the light source device.
  • the end portions 160 A and 160 B of the connection portion between the mounting substrate 160 and the semiconductor light emitting device 10 are chamfered on the end side of the mounting substrate 160 so as to follow the outer shape of the semiconductor light emitting device 10.
  • the area of the mounting substrate 160 can be reduced. Therefore, even in a small light source device, the exposed area of the base on the mounting substrate arrangement surface in the vicinity of the semiconductor light emitting device 10, that is, the first surface that is a fixed surface 50t can be increased. Therefore, even when the light source device is fixed to the external heat sink using the mounting surface of the mounting board on the mounting side, the heat radiation property of the light source device, that is, the heat radiation property from the semiconductor light emitting device to the external heat radiator can be improved. it can.
  • the end portions 160C and 160D of the extension portion of the mounting substrate 160 formed in the long side direction of the external connection member 166 are chamfered.
  • the area of the mounting substrate can be reduced while maintaining the size of the light source device, the occupation ratio of the first surface 50t of the light source device to the surface area of the base is increased, and heat dissipation from the light source device to the external radiator is achieved. Can be improved.
  • the first surface 50t is provided in the vicinity of the external connection member 160, and the external connection member 160 is covered with the base 50 and the external radiator, so that it can be easily protected. Can do.
  • a protective film 168 made of polyolefin resin, urethane resin, acrylic resin, or the like.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view for explaining the method for manufacturing the light source device 100 according to the first embodiment.
  • the wavelength conversion element 2 and the lens 20a are bonded and fixed to the base 50 at predetermined positions.
  • the semiconductor light emitting device 10 is press-fitted and fixed into the opening 50m on the surface opposite to the surface on which the wavelength conversion element 2 of the base 50 is fixed.
  • the mounting substrate 160 on which the transistor 30, the light receiving element 42, the external connection member 166 and the like are mounted is inserted and attached to the lead pins 16 a and 16 b of the semiconductor light emitting device 10, and the base 50 is further fixed with screws 126, 128 A, and 128 B. Screw on to.
  • the mounting substrate 160 is fixed to the third surface 50u, which is a fixed surface in a portion one step inside the first surface 50t, on the first surface 50t side of the base 50.
  • the screws 126, 128A, and 128B pass through the screw holes 160T, 160R, and 160L of the mounting substrate 160, and correspond to the screw holes 132t formed in the third surface 50u and the screw holes 160R and 160L (not shown).
  • the mounting board 160 is fixed to the third surface 50u by being screwed into the screw holes.
  • the printed wiring 162A and the lead pin 16a of the mounting substrate 160 are soldered, and then the printed wiring 162C and the lead pin 16b are soldered to electrically connect the semiconductor light emitting device 10 and the mounting substrate 160.
  • the position of the reflective optical element 20 b is adjusted and fixed to the base 10. Specifically, first, a light emission detector (not shown) is arranged on the upper surface of the wavelength conversion element 2. Then, electric power is applied from the external connection member 166 to the voltage regulator and the semiconductor light emitting device 10, the emitted light from the semiconductor light emitting device 10 is irradiated to the wavelength conversion element 2, and the emitted light is emitted from the vicinity of the light emitting portion 4 a of the wavelength conversion element 2. Radiate.
  • the position of the reflective optical element 20b is adjusted while detecting the light emission pattern and light emission position of the emitted light, and the reflective optical element 20b is bonded and fixed to the base 50 with an ultraviolet curable resin or the like.
  • the cover unit 150 in which the translucent member 60 is fixed to the holding member 152 having the opening 152 a is fixed to the base 50.
  • the cover unit 150 is fixed to the base by screwing with screws 122 and 124 using the through holes 156a and 156b formed in the holding member 152 and the screw holes 132a and 132b formed in the base 50.
  • the holding member 152 is manufactured, for example, by casting of an aluminum alloy or forging of stainless steel.
  • the transparent member 60 made of glass having an antireflection film formed on the surface is an opening having a step portion made of thermosetting resin.
  • the cover unit 150 is configured by being fixed to 152a.
  • the optical system including the semiconductor light emitting device 10, the lens 20 a, the reflective optical element 20 b, and the wavelength conversion element 2 of the light source device 100 is easily protected from the outside by the cover unit 150.
  • the semiconductor when the position of the reflective optical element 20b is adjusted while detecting the light emission pattern of the light emitting portion 4a in the wavelength conversion element 2, the semiconductor is used from the test pads 162TA and 162TC using a contact pin (not shown). Electric power may be applied to the light emitting element 12 to emit light. According to this method, the semiconductor light emitting element 12 can emit light regardless of the operation or non-operation of the transistor 30, so that the light source device can be easily manufactured.
  • FIG. 7 is a schematic partial cross-sectional view illustrating the function of the light source device 100 according to the first embodiment.
  • the transistor 30 is, for example, a p-channel field effect transistor that is turned on without applying a voltage to the gate terminal 30.
  • a predetermined voltage such as 5 V is applied to the terminal T3 of the external connection member 166.
  • predetermined power is applied to the terminal T1 connected to the anode terminal of the semiconductor light emitting device 10 and the terminal T2 connected to the cathode terminal.
  • the semiconductor light emitting element 12 of the semiconductor light emitting device 10 emits emitted light 52, which is laser light having a center wavelength of 450 nm, for example.
  • the outgoing light 52 becomes propagating light 54 in which a beam is shaped by the lens 20 a and the reflective optical element 20 b, and is incident on the light emitting portion 4 a of the wavelength conversion element 2.
  • a part of the propagating light 54 incident on the light emitting portion 4 a of the wavelength conversion element 2 is reflected on the surface of the wavelength conversion member 4 as emitted light 94 and irradiated onto the holding member 152.
  • a part of the remaining propagation light 54 is absorbed as a first emission light 72, which is scattered propagation light, and part of the light is converted by the fluorescent material of the wavelength conversion member 4, and the wavelength is longer than that of the propagation light 54.
  • the light is emitted from the wavelength conversion element 2 as two outgoing lights 82.
  • the second outgoing light 82 is radiated as light having a Lambertian light distribution with the strongest light intensity of the main shaft 91 in the direction normal to the surface of the wavelength conversion member 4.
  • the first outgoing light 72 and the second outgoing light 82 emitted from the wavelength conversion element 2 are mixed and emitted as outgoing light 92.
  • Most of the emitted light 92 passes through the translucent member 60 and is emitted from the light source device 100 to the outside. At this time, part of the emitted light 92 is reflected by the translucent member 60 and travels toward the first light receiving element 42 as reflected light 96.
  • the reflected light 96 includes a first reflected light 76 that is a part of the first emitted light reflected by the translucent member 60 and a second reflected light 86 that is a part of the second emitted light reflected by the translucent member 60. It consists of.
  • the emitted light 94 is applied to the holding member 152. Since the emitted light 94 is light having a high light intensity in a specific direction, it is preferable not to contribute as the emitted light 92. Therefore, the surface of the holding member 152 that is irradiated with the emitted light 94 is preferably configured as follows. First, a part of the holding member 152 is configured to protrude to the wavelength conversion member 4 side of the translucent member 60. The side surface of the holding member 152 on the wavelength conversion member 4 side is configured to be away from the main shaft 91 toward the base 50 side.
  • the outgoing light 94 can be multiple-reflected and attenuated in the space surrounded by the cover unit 150 and the base 50, it is difficult for the outgoing light 94 to be emitted outside the light source device 100 as stray light in the outgoing light 92. can do. That is, the outgoing light 94 propagating upward from the base 50 is reflected by the side surface of the holding member 152 and becomes reflected light 94a propagating downward, that is, toward the base 50.
  • unevenness may be further formed on the surface of the holding member 152 by blasting.
  • the emitted light 94 can be attenuated even on the surface of the holding member 152.
  • the first light receiving element 42 is a part of the first emitted light 72 emitted from the semiconductor light emitting device 10 and scattered by the wavelength conversion member 4, or second fluorescence that is wavelength-converted by the wavelength conversion member 4. At least one part of the emitted light 82 is received. Thereby, the operation state of the light source device 100 can be accurately detected by the state detection circuit 1.
  • the first optical filter 22 is disposed between the light transmitting member 60 and the first light receiving element 42 of the light source device 100. Then, only a part of the wavelength of the reflected light 96 is configured to pass through the first optical filter 22. The reflected light 96 is configured to pass through the first optical filter 22 and reach the first light receiving element 42. With this configuration, the first light receiving element 42 can receive a part of the spectrum of the emitted light 92 emitted from the wavelength conversion member 4. Therefore, the operation state of the light source device 100 can be detected more accurately by the state detection circuit 1.
  • the reflected light 96 is configured to reach the optical filter 22 through the light guide opening 50 c formed in the base 50.
  • the opening area of the light guide opening 50 c is preferably configured so as to decrease toward the first light receiving element 42.
  • the first optical filter 22 uses, for example, a glass having a dielectric multilayer film formed thereon, reflects a part of the reflected light 96, and reflects a part of the wavelength.
  • the first light receiving element 42 is made to pass through.
  • the wavelength dependency of the transmittance can be easily designed by configuring the first optical filter 22 using a dielectric multilayer film.
  • the wavelength conversion member 4 includes a fluorescent material that absorbs light with a wavelength of 490 nm or less and emits fluorescence with a wavelength of 490 nm to 700 nm, for example.
  • the optical filter 22 is designed so as to mainly transmit light having a wavelength of 490 nm or less.
  • the first light receiving element 22 can mainly detect the relative intensity of the first emitted light 72 radiated from the semiconductor light emitting element 12 and scattered by the wavelength conversion element 2.
  • the first emitted light 72 received by the first light receiving element 42 is converted into a photocurrent and output from the first light receiving element 42. Then, the voltage is converted by the resistor R03, transmitted to the filter circuit NF1 as the signal SPD1 which is an operation state signal, and input to the gate terminal 30G of the transistor 30.
  • the signal S PD1 inputted to the gate terminal 30G when the wavelength conversion element 2 is in a normal operating condition is set to a voltage value at which the transistor 30 is turned on is input as the signal S FET ing.
  • the transistor 30 gate terminal voltage value input as the signal S FET inputted to 30G for example, 1.5 times the voltage that is input transistor 30 is turned off when the source device is in a normal operating condition Is set as follows.
  • the ratio of the first outgoing light 72 in the outgoing light 92 increases.
  • the transistor 30 since a voltage larger than a predetermined voltage is input to the transistor 30 at the gate terminal 30G of the transistor 30, the transistor 30 is turned off and the semiconductor light emitting device 10 is stopped.
  • the mounting substrate 160 is mounted on the light source device 100, and the transistor and the light receiving element are mounted on the mounting substrate 160.
  • the circuit configuration for turning on / off the semiconductor light emitting device in accordance with a signal from the light receiving element can be configured simply with a small number of parts. Therefore, it is possible to reduce the incidence of failure of the light source device due to failure of components constituting the electric circuit.
  • the output level can be inverted by inserting the output inverting amplifier AMP01 into the output section of the state detection circuit 1, and the transistor 30 can be changed to an n-channel enhancement type field effect transistor.
  • the transistor 30 can be shut off in an operating state before a predetermined voltage is applied to the mounting substrate 160 from the terminal T3, and the anode terminal T1 and the cathode terminal T2 of the semiconductor light emitting device 10 are more than predetermined. Even when the power is applied, the power supply to the semiconductor light emitting device 10 can be suppressed.
  • the light source device it is possible to easily prevent the light source device from being destroyed by utilizing the temperature dependence of the light amount of the emitted light from the semiconductor light emitting device.
  • the amount of emitted light increases in an environment where the ambient temperature is below zero, and when the same amount of current is applied to the semiconductor light emitting device, compared to room temperature.
  • COD catastrophic optical damage
  • the semiconductor light emitting device is protected by setting the semiconductor light emitting device to stop when the light output exceeds a predetermined ambient temperature at a predetermined ambient temperature or higher, and the light source device exceeds a predetermined temperature.
  • the light source device can be easily operated. This configuration can be easily applied, for example, by mounting the light source device as a vehicle headlamp so that it can be turned on after warming up.
  • Modification 1 of Embodiment 1 (Modification 1 of Embodiment 1) Subsequently, Modification 1 of the light source device 100 of the present embodiment will be described with reference to FIG. Since this modification has substantially the same configuration as that of the first embodiment, the description will focus on the different parts.
  • a threshold generation unit and a comparator are formed in the electric circuit formed on the mounting substrate 160.
  • the threshold generation unit is, for example, a constant voltage circuit, and can be set for each light source device, for example.
  • the comparator for example, a differential amplifier such as an operational amplifier can be used.
  • FIG. 8 is a circuit block diagram of the light source device 100 according to the first modification of the first embodiment. As shown in the figure, the filter circuit NF1 and the threshold value generation unit of the output unit of the light receiving element are connected to the comparator CMP01, and the output unit is input to the transistor 30.
  • the signal SPD1 which is an operation state signal correlated with the intensity of the emitted light emitted from the wavelength conversion member 4 detected by the light receiving element, and the output value at the threshold generation unit are compared in the comparator. Is done. At this time, the output value S FET proportional to the difference obtained by subtracting the signal S PD1 from the output value of the threshold generation unit is input to the transistor 30.
  • the transistor 30 is designed to be turned on, so that an abnormality such as peeling occurs in the wavelength conversion member 4, and the first light 92 in the emitted light 92 of the light source device 100 It is possible to detect the abnormal increase in the emitted light and stop the transistor 30. That is, the transistor 30 is controlled based on a comparison result obtained by comparing the operation state signal with a predetermined reference value. In this case, since the output from the first light receiving element 42 can be directly input to the transistor, when an abnormality occurs in the light source device, it is possible to stop emitting abnormal light from the light source device at high speed. .
  • the circuit configuration for turning on / off the semiconductor light emitting device in accordance with the operation state signal from the light receiving element of the operation state detection circuit can be simply configured with a small number of parts. Therefore, it is possible to reduce the incidence of failure of the light source device due to failure of components constituting the electric circuit.
  • the reference value of the voltage that is the threshold value of the threshold value generation unit may be freely set by changing the constants of the circuit components that constitute the threshold value generation unit.
  • an optimum threshold value can be set for each light source device.
  • the threshold value generation unit may be changed to a different value for each time or external environment. That is, the microcontroller mounted on the mounting board may control the operation of the semiconductor light emitting device based on the operation state signal.
  • the microcontroller mounted on the mounting board may control the operation of the semiconductor light emitting device based on the operation state signal.
  • FIG. 9 is a circuit block diagram illustrating the light source device 100 according to the second modification of the first embodiment. Since this modification has substantially the same configuration as that of the first embodiment, the description will focus on the different parts.
  • the present modification is different in that the state detection circuit 1 is configured using a temperature detection element TH01 that is, for example, a thermistor.
  • a temperature detection element TH01 for example, a PTC (Positive Temperature Coefficient) thermistor whose resistance value increases as the temperature rises is used.
  • the temperature detection element TH01 is preferably mounted on a mounting substrate 160 in the vicinity of the semiconductor light emitting device 10 as shown in FIG.
  • the transistor 30 when the temperature of the light source device rises above the reference value, the transistor 30 is turned off, and the semiconductor light emitting element 12 can be prevented from being deteriorated due to the temperature rise.
  • an NTC (Negative Temperature Coefficient) thermistor whose resistance value decreases as the temperature rises may be used as the thermistor.
  • the state detection circuit 1 in which an inverter is connected to the output section of the thermistor, a light source device having the same function as the above configuration can be easily configured.
  • you may comprise using a platinum resistance temperature sensor and a thermocouple as a temperature detection element.
  • a threshold value generation unit and a comparator are arranged in the electric circuit as in Modification Example 1, and an operation state signal from the state detection circuit 1 and a voltage serving as a reference value generated by the threshold value generation unit are obtained.
  • the comparison result may be used as an input signal to the transistor 30.
  • FIG. 10 is a circuit block diagram illustrating the light source device 100 according to the third modification of the first embodiment. Since the present modification has substantially the same configuration as that of the first embodiment and the second modification, different parts will be mainly described.
  • the present modification is different in that the transistor 30 is connected to the semiconductor light emitting device 10 in parallel.
  • the transistor 30 is an enhancement type, that is, a normally-off type field effect transistor that does not operate when no voltage is applied to the gate.
  • the light emission of the light source device can be stopped at high speed. Furthermore, in this modification, when the light source device is operating normally, current flows through the semiconductor light emitting device 10 and no current flows through the transistor 30. Accordingly, the power consumption of the transistor in a normal operation state can be reduced as compared with the case where the transistors are connected in series, so that the power consumption of the light source device can be reduced.
  • FIG. 11 is a circuit block diagram illustrating the light source device 100 according to the fourth modification of the first embodiment. Since this modification has substantially the same configuration as that of the first embodiment, the description will focus on the different parts.
  • the external connection member has four terminals, that is, a terminal T1, a terminal T2, a terminal T3, and a terminal T4.
  • the state detection circuit 1 includes resistors R41 and R42 connected to a printed wiring 162A connected to the anode side of the semiconductor light emitting device 10 and a printed wiring 162D connected to the cathode side through the transistor 30.
  • the signal S V1 is an operation state signal is output from the connection portion of the resistor R41 and R42.
  • the state detection circuit 1 sufficiently reduces the on-resistance of the transistor 30 so that the signal S V1 that is a partial pressure correlated with the operating voltage applied between the anode and the cathode of the semiconductor light emitting device 10 is obtained. Is output.
  • the signal S V1 is through the filter circuit NF1, is output from the terminal T3 of the light source device 100 to an external circuit (not shown). Then, it is possible to determine whether a predetermined voltage is applied to the semiconductor light emitting device 10 with the external circuit.
  • the gate of the transistor 30 of the light source device 100 is connected to the terminal T4 of the external connection member 166 by the printed wiring 162G.
  • the terminal T4 is connected to an external circuit (not shown) similarly to the terminal T3.
  • the external circuit makes a determination based on the signal S V1 which is an operation state signal of the operation state of the light source device 100, and inputs a signal S FET for controlling the semiconductor light emitting device to the light source device 100 using the result. be able to.
  • the signal S FET is input to the gate of the transistor 30 provided in the light source device 100 through the printed wiring 162G.
  • the enhancement type field effect transistor receives the as the signal S FET example 5V, also when it is desired to the non-operation, an input of 0V for example, the signal S FET To do.
  • the semiconductor light-emitting device 10 can be switched to an operation state or a non-operation state at high speed. More specifically, when the semiconductor light emitting element 12 is broken in a short mode, the signal S V1 predetermined voltage following signal is output. In this case, by immediately stopping the operation of the semiconductor light emitting element 12, it is possible to prevent the semiconductor light emitting element 12 from generating excessive heat and deteriorating the devices around the light source device 100.
  • the semiconductor light emitting element 12 has a characteristic that the internal resistance increases as the temperature decreases. Further, as described above, under the condition where the same amount of current is applied to the semiconductor light emitting device, the amount of emitted light increases when the environmental temperature decreases, and the possibility of destruction due to catastrophic optical damage increases. Therefore, by monitoring the signal SV1 , the internal resistance of the semiconductor light emitting element 12 is detected, and the semiconductor light emitting device 10 can be stopped using the transistor 30 when the voltage becomes a certain level or less. That is, it is possible to suppress an increase in the amount of emitted light using the temperature dependence of the internal resistance of the semiconductor light emitting element 12.
  • FIG. 12 is a circuit block diagram illustrating the light source device 100 according to the fifth modification of the first embodiment. Since this modified example has substantially the same configuration as the modified example 4, the description will focus on the different parts.
  • the external connection member 166 includes three terminals: a terminal T1, a terminal T2, and a terminal T3.
  • the signal S V1 is an operation state signal generated by the state detection circuit 1 is converted by the amplifier AMP01 which is mounted on the mounting board 160 of the light source device 100, is input to the comparator CMP01.
  • the comparator CMP01 compares the power input from the terminal T3 of the external connection member 166 with the reference value of the voltage generated by the voltage regulator and the threshold value generator. When a signal equal to or higher than the reference value is input from the state detection circuit 1 to the comparator CMP01, the transistor 30 is turned off and the operation of the semiconductor light emitting device 10 is stopped.
  • the voltage applied to the semiconductor light-emitting device 10 can be detected and the semiconductor light-emitting device 10 can be stopped at high speed when it is determined as an abnormal operating state, as in the fourth modification.
  • the operation state of the light source device 100 is detected on the mounting substrate 160 of the light source device 100, and the transistor 30 is operated using a comparator mounted on the same mounting substrate as the state detection circuit 1. Therefore, it can be operated more accurately and at high speed.
  • FIG. 13 is a circuit block diagram illustrating the light source device 100 according to the sixth modification of the first embodiment. Since this modification has substantially the same configuration as that of the first embodiment, the description will focus on the different parts.
  • the external connection member has five terminals, that is, a terminal T1, a terminal T2, a terminal T3, a terminal T4, and a terminal T5.
  • the state detection circuit 1 includes a sense resistor R51 having a resistance of, for example, 0.1 ohm disposed on the printed wiring 162D.
  • the voltage across the sense resistor R51 is input to the amplifier AMP01.
  • the signal S C1 which is an output signal of the amplifier AMP01 is an operation state signal related to the operation current applied to the semiconductor light-emitting device 10 of the light source device 100, in this modification, the external from the terminal T3 of the external connection member 166 It is output to a circuit (not shown).
  • the amplifier AMP01 operates with a reference value V REF of the voltage input from the terminal T5. Then, it can be determined whether a predetermined current is applied to the semiconductor light emitting device 10 by the external circuit.
  • the gate of the transistor 30 of the light source device 100 is connected to the terminal T4 of the external connection member 166 by the printed wiring 162G.
  • the terminal T4 is connected to the external circuit similarly to the terminal T3.
  • the external circuit can determine the operation state of the light source device 100 with the signal SC1 , and use the result to output the signal SFET for controlling the semiconductor light emitting device of the light source device 100.
  • a voltage of a predetermined level or higher is applied to the sense resistor R51
  • a current of a predetermined level or higher is applied to the semiconductor light emitting device 10.
  • the amount of emitted light increases and the possibility of destruction due to catastrophic optical damage increases. Therefore, it is possible to detect the destruction risk of the semiconductor light emitting device 10 and control the transistor 30 using the signal SC1 which is an operation state signal output from the state detection circuit 1.
  • the signal S FET is input to the gate of the transistor 30 provided in the light source device 100 through the printed wiring 162G.
  • An enhancement-type field effect transistor is used as the transistor 30. Then, when it is desired to operate the transistor 30, and the signal S FET type, for example 5V, when it is desired to an inoperative inputs as the signal S FET example 0V. At this time, since the transistor 30 mounted on the same mounting substrate as the state detection circuit 1 can be operated, the semiconductor light emitting device 10 can be switched to the operating state or the non-operating state at high speed.
  • FIG. 14 is a circuit block diagram illustrating a light source device 100 according to Modification 7 of Embodiment 1. Since the present modification has almost the same configuration as that of the modification 6, the description will focus on the different parts.
  • the external connection member has three terminals, that is, a terminal T1, a terminal T2, and a terminal T3.
  • the signal SC1 generated by the state detection circuit 1 is input to the comparator CMP01 mounted on the mounting board 160 of the light source device 100.
  • the comparison CMP01 the power input from the terminal T3 of the external connection member 166 is compared with the reference value of the voltage generated by the voltage regulator and the threshold generation unit.
  • the transistor 30 is turned off and the operation of the semiconductor light emitting device 10 is stopped.
  • the semiconductor light emitting device 10 when the current applied to the semiconductor light emitting device 10 is detected and it is determined that the operation state is abnormal, the semiconductor light emitting device 10 can be stopped at high speed. Furthermore, in this modification, the operation state of the light source device 100 can be detected on the mounting substrate 160 of the light source device 100, and the transistor 30 mounted on the same mounting substrate as the state detection circuit 1 can be operated. It can be operated at high speed.
  • FIG. 15 is a circuit block diagram illustrating the light source device 100 according to the eighth modification of the first embodiment. Since this modified example has substantially the same configuration as that of the sixth embodiment, different parts will be mainly described.
  • the external connection member has five terminals, that is, a terminal T1, a terminal T2, a terminal T3, a terminal T4, and a terminal T5.
  • the state detection circuit 1 includes a transistor 30 itself. Then, the sense resistor for detecting the current applied to the semiconductor light emitting device 12 is substituted for the transistor 30. Specifically, a voltage applied between the drain and source of the transistor 30 is detected and input to the amplifier AMP01. Signal S C1 output from the amplifier AMP01 is output from a terminal T3 of the external connection member 166 to an external circuit (not shown). At this time, the amplifier AMP01 operates with the reference value V REF of the voltage input from the terminal T5. Then, it can be determined whether a predetermined current is applied to the semiconductor light emitting device 10 by the external circuit.
  • the gate of the transistor 30 of the light source device 100 is connected to the terminal T3 of the external connection member 166 by the printed wiring 162G.
  • the terminal T4 is connected to the external circuit similarly to the terminal T3.
  • the mounting substrate 160 of the light source device 100 can be configured more easily, and the semiconductor light emitting device 10 can be operated at high speed using the transistor 30 mounted on the same mounting substrate as the state detection circuit 1. Can be switched to a non-operating state.
  • Modification 9 of Embodiment 1 Subsequently, Modification 9 of the light source device 100 of the present embodiment will be described with reference to FIGS. 16 and 17.
  • FIGS. 16 and 17 are schematic partial cross-sectional views of the light source device 100 according to the ninth modification of the first embodiment. 16 and 17, the configuration of the light source device 100 is the same, but the irradiation position of the propagation light 54 is different.
  • FIG. 16 shows a state where some abnormal state occurs in the structure of the light source device 100 and the propagation light 54 is not irradiated to the wavelength conversion member 4, and
  • FIG. 17 shows that the light source device 100 operates in a normal state. The situation when doing is shown. Since this modification has substantially the same configuration as that of the first embodiment, the description will focus on the different parts.
  • the base 50 in the vicinity of the wavelength conversion member 4 is covered with a base cover 170 that is a plate-shaped metal part.
  • the base cover 170 is preferably made of a metal such as an aluminum alloy or stainless steel.
  • the base cover 170 is fixed to the base 50 with screws 220.
  • the base cover 170 is preferably formed with irregularities on the surface.
  • the base cover 170 is manufactured by forming a metal plate by pressing and forming irregularities on the surface by blasting or the like.
  • corrugation is comprised by 0.5 micrometer or more whose arithmetic mean roughness Ra is more than the wavelength of the emitted light radiated
  • the position of the reflective optical element 20 b of the light source device 100 is shifted, and the propagating light 54 having the wavelength of the emitted light emitted from the semiconductor light emitting element 12 is other than the wavelength conversion member 4.
  • the propagating light 54 is irradiated on the surface of the base cover 170.
  • the propagation light 54 becomes the scattered outgoing light 72.
  • the emitted light 72 is not light having light intensity in a specific direction, but light having light intensity in a direction toward the entire translucent member 60.
  • the base cover 170 is preferably provided with a light shielding portion (opening 170c) that surrounds the light guide opening 50c and shields part of the opening of the light guide opening 50c. With this configuration, as shown in FIG. 17, the amount of the emitted light 94 can be adjusted by the light shielding portion (opening 170 c).
  • the optical filter 22 is designed so as to mainly transmit light having a wavelength of 490 nm or less.
  • the light receiving element 22 can mainly detect the relative intensity of the first emitted light 72 emitted from the semiconductor light emitting element 12 and scattered by the wavelength conversion element 2.
  • the base cover 170 is preferably configured to cover the side surface of the holding member 152. With this configuration, it is possible to irradiate the surface of the base cover 170 with the emitted light 94 generated when the propagation light 54 is reflected by the wavelength conversion member 4 and to scatter it. Thereby, the outgoing light 94 having directivity is reflected in a specific direction and emitted from the translucent member 60, thereby suppressing the outgoing light 92 from becoming light having a strong intensity distribution in the specific direction. Can do.
  • the base cover 170 may be configured to be bent in a U shape so as to cover the surface side of the light transmitting member 60 on the base 50 side as shown in FIG. With this configuration, the emitted light 94 can be further prevented from being emitted from the translucent member 60 of the light source device.
  • FIG. 18 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of the light source device 200 according to the second embodiment. In FIG. 18, a partially enlarged sectional view of the mounting substrate 160 is also shown.
  • FIG. 19 is a schematic diagram for explaining the configuration of the mounting board of the light source device 200 according to Embodiment 2.
  • the light source device 200 is mainly different from the first embodiment in the configuration of the semiconductor light emitting device 10, the lens 20a, the mounting substrate 160, and the translucent member 60.
  • all the electric circuits described in the first embodiment can be applied as the circuit configuration mounted on the mounting substrate.
  • the circuit block diagram of the first modification shown in FIG. A description will be given using the applied one.
  • the semiconductor light emitting element 12 which is a semiconductor laser, for example, is mounted on the TO-CAN type package 14 as in the first embodiment.
  • a metal can 15 to which a lens 20a which is a collimator lens is fixed is attached. That is, the semiconductor light emitting device 110 has the function of the lens 20a of the first embodiment. For this reason, the semiconductor light emitting device 110 emits outgoing light 54 that is substantially parallel light.
  • the mounting substrate 160 is a multilayer substrate having three wiring layers. Specifically, as shown in the enlarged cross-sectional view of the mounting substrate 160 below in FIG. 18, the first wiring layer WL1, the first base material BL1, the second wiring layer WL2, the second base material BL2, the third base material.
  • the wiring layers WL3 are alternately stacked. The outermost surface is partially or entirely covered with the first insulating layer CL1 and the second insulating layer CL2.
  • the mounting substrate 160 is mounted with the state detection circuit 1, the voltage regulator, the threshold value generator, the comparator, and the transistor 30.
  • the state detection circuit 1 it is possible to detect an abnormality of a component related to the light emission function of the light source device by the state detection circuit 1 and to calculate the detected signal.
  • the light source device 200 can be dimmed or extinguished at high speed using the transistor 30 or an external drive circuit (not shown) using the above signal.
  • the state detection circuit 1 can be configured using a light receiving element, a temperature detection element, and a resistor as in the first embodiment and the modification.
  • 19A, 19B, and 19C are formed in three wiring layers of the mounting substrate 160, that is, the first wiring layer WL1, the second wiring layer WL2, and the third wiring layer WL3. It is the schematic which looked at the example of wiring layout from the 1st surface 50t.
  • 19A shows the third wiring layer WL3
  • FIG. 19B shows the second wiring layer WL2
  • FIG. 19C shows the first wiring layer WL1.
  • printed wirings 162A, 162C, and 162D having a large wiring width are formed to apply a large current of, for example, 3 amperes to the semiconductor light emitting device 10, and most of the patterns are formed of three wiring layers. It is formed in the center layer, that is, the second wiring layer WL2.
  • the mounting substrate can be formed without forming a large number of wirings having a small wiring width in the inner wiring layer, for example, the second wiring layer WL2. For this reason, it can suppress that 1st base material BL1 and 2nd base material BL2 joined to 2nd wiring layer WL2 join to the surface with many unevenness
  • the printed wiring 162A is used as the wiring for the anode of the semiconductor light emitting device 10
  • the printed wirings 162C and 162D are used as the wiring for the cathode of the semiconductor light emitting device 10, and most of them are formed on the second wiring layer WL2. It is formed.
  • a transistor 30 which is a field effect transistor, for example, is connected between the printed wirings 162C and 162D, and the semiconductor light emitting device 10 and the transistor 30 are connected in series. At this time, since the transistor 30 is mounted on the surface of the mounting substrate 160 on the first wiring WL1 side, a part of the printed wirings 162C and 162D is formed in the first wiring layer WL1 by the via wirings 162C2 and 162D2.
  • the external connection member 166 that is a connector is mounted on the surface of the mounting substrate 160 on the third wiring WL3 side, and therefore, part of the printed wiring 162A that is an anode line and the printed wiring 162C that is a cathode line are vias.
  • the wirings 162A1 and 162D1 are formed in the third wiring layer WL3.
  • via wirings 162A2 and 162C1 in which through holes through which the lead pins 16a and 16b of the semiconductor light emitting device 10 pass are formed on the mounting substrate 160, and are soldered to the lead pins 16A and 16C of the semiconductor light emitting device 10 to be electrically connected. Connected.
  • the main pattern of the printed wiring connected to the anode terminal and the cathode terminal of the semiconductor light emitting device 10 has no via wiring other than the connection with the semiconductor light emitting device, the external connection member, and the transistor. With this configuration, low impedance wiring can be achieved.
  • the condensing optical member 20 of the light source device 200 includes the lens 20a and the reflective optical element 20b of the semiconductor light emitting device 110. Then, the wavelength conversion element 2 that converts the propagation light 54 emitted from the semiconductor light emitting element 12 into the emission light 92 is fixed to the base 50. Further, the condensing optical member 20 and the wavelength conversion member 4 are covered with a cover unit 150 including a light transmitting member 60 and a holding member 152 as in the first embodiment. At this time, the surface of the translucent member 60 may be covered with a water repellent film.
  • the propagation light 54 emitted from the semiconductor light emitting element 12 is applied to the wavelength conversion member 4, and the emission light 92 in which the first emission light 72 and the second emission light 82 are mixed is emitted. .
  • Part of the emitted light 92 is reflected by the translucent member 60 and travels toward the first light receiving element 42.
  • the surface of the translucent member 60 is preferably covered with a water repellent film. For this reason, for example, when the light source device 110 is exposed to an environment in which the temperature is drastically decreased in a high humidity environment, water droplets due to condensation adhere to the surface of the translucent member 60, and the first light receiving element 42 It can suppress that the light quantity of the reflected light 96 which heads for a long time changes with a water droplet.
  • FIG. 20A is a schematic cross-sectional view illustrating a light source device 200 according to Modification 1 of Embodiment 2. Since this modification has almost the same configuration as that of the second embodiment, the description will focus on the different parts.
  • the light source device 200 according to this modification is different in the configuration of the cover unit 150 from the light source device 200 of the second embodiment.
  • the cover unit 150 has a plurality of steps formed in the opening of the holding member 152, and a plurality of translucent members (glass plates) are fixed.
  • FIG. 20A shows an example in which two translucent members 60A and 60B are fixed.
  • FIG. 20B is a schematic cross-sectional view illustrating a light source device 200 according to Modification 2 of Embodiment 2. Since this modification has almost the same configuration as that of the second embodiment, the description will focus on the different parts.
  • the light source device 200 according to this modification is different in the configuration of the cover unit 150 from the light source device 200 of the second embodiment.
  • the cover unit 150 has the translucent member 60 that is a condenser lens fixed to the holding member 152.
  • FIG. 20B shows a configuration in which an aspherical lens that is a convex lens is fixed as the translucent member 60.
  • a condensing lens that condenses the emitted light 92 emitted from the wavelength conversion member 4 can be disposed in the vicinity of the wavelength conversion member 4 having the light emitting portion 4a. For this reason, the emitted light 92 can be emitted to the outside of the light source device 200 with high optical efficiency by the translucent member 60 that is a condenser lens.
  • the wavelength conversion member 4 can be covered with the cover unit 150 as in the second embodiment. For this reason, it can suppress that dust adheres to the surface of wavelength conversion member 4 from the outside, and the optical characteristic of outgoing light 92 falls.
  • the reflected light from the surface of the translucent member 60 that is a condensing lens can be used as the reflected light 96 toward the first light receiving element 42.
  • the operating state of the wavelength conversion member can be detected using the light receiving element as in the other embodiments.
  • Embodiment 3 the light source device 300 according to Embodiment 3 of the present disclosure will be described.
  • a plurality of light receiving elements more specifically, two light receiving elements (the first light receiving element 42 and the second light receiving element 44) are used to more accurately determine the operation state of the light source device, particularly the wavelength conversion member 4. Can be detected.
  • FIG. 21 is a schematic diagram showing the configuration of the light source device 300 according to the third embodiment.
  • the light source device 300 includes a semiconductor light emitting device 10, a wavelength conversion member 4, and a state detection circuit 1.
  • the state detection circuit 1 includes a first light receiving element 42 and a second light receiving element 44, is mounted on a mounting board (not shown), and is electrically connected to the outside by an external connection member (not shown).
  • the light source device 300 further includes a condensing optical member 20 and a translucent member 60.
  • the semiconductor light-emitting device 10 will be described using the light-transmitting member 18 and the metal can 15 omitted.
  • the emitted light 52 that is emitted from the optical waveguide 12a of the semiconductor light emitting element 12 of the semiconductor light emitting device 10 and is, for example, laser light having a peak wavelength of 450 nm is condensed by the condensing optical member 20 that is a lens, for example, and becomes propagation light 54,
  • the wavelength conversion member 4 is irradiated.
  • a part of the propagating light 54 is reflected by the wavelength conversion member 4 and is emitted as first emission light 74 that is emitted at an emission angle correlated with the incident angle.
  • the first emitted light 74 is light having a large emission direction dependency of the light intensity. Further, another part of the propagation light 54 is scattered by the wavelength conversion member 4 and is emitted to the surface side as the first emission light 72 having a small emission direction dependency of the light intensity.
  • the fact that the output direction dependency of light intensity is small is light having the output direction dependency along Lambertian reflection. In other words, the light has a dependency that the light intensity is indicated by cos ⁇ with respect to the angle ⁇ from the main axis 91 that is the normal direction to the surface of the wavelength conversion member 4.
  • a part of the propagation light 54 is absorbed by the fluorescent material of the wavelength conversion member 4, for example, an yttrium / aluminum / garnet phosphor, and is converted into fluorescence having a wavelength longer than that of the propagation light 54.
  • the light is emitted as the second outgoing lights 82 and 84 whose light intensity has little orientation dependency.
  • the outgoing light 92 of the light source device 300 is emitted as the outgoing light 92 of the light source device 300.
  • Most of the emitted light 92 passes through the translucent member 60 made of glass having an antireflection film formed on the surface, for example, and is emitted as the emitted light 92 to the outside of the light source device 300.
  • the outgoing light 94 whose light intensity is highly dependent on the outgoing direction is set so as not to pass through the translucent member 60.
  • the configuration is such that only the outgoing light 92 whose light intensity is less dependent on the outgoing direction passes through the translucent member 60.
  • a part of the emitted light 92 emitted from the light source device 300 in this manner is projected as light emitted from the light source device 300 as emitted light 292, for example, as emitted light 392 that is substantially parallel light in the projection optical member 910 that is a projection lens. Irradiated to the outside as illumination light from a light projecting device composed of the optical member 910.
  • the reflected light 96 includes a first reflected light 76 that is light having the same wavelength as the propagating light 54 and a second reflected light 86 made of fluorescence generated by the wavelength conversion member 4. A part of the reflected light 96 is directed to the first optical filter 22. Then, another part of the reflected light 96 is directed to the second optical filter 24. The light that has passed through the first optical filter 22 and the second optical filter 24 becomes the first outgoing light 78 and the second outgoing light 88, which are light obtained by cutting off the light of a part of the wavelength of the reflected light 96. 42 and the second light receiving element 44.
  • the first optical filter 22 is, for example, an optical filter that transmits light having a wavelength of less than 490 nm and reflects light having a wavelength of 490 nm or more. That is, the first optical filter 22 transmits most of the light having the wavelength of the propagating light 54 emitted from the semiconductor light emitting device 10 and transmits the light having the spectrum of the second emitted light 82 generated by the wavelength conversion element 4.
  • the second optical filter 24 is, for example, an optical filter that reflects light having a wavelength of less than 490 nm and transmits light having a wavelength of 490 nm or more. That is, the second optical filter 24 reflects most of the light having the wavelength of the excitation light 54 emitted from the semiconductor light emitting device 10, and the spectrum of the second reflected light 86 that is fluorescence generated by the wavelength conversion element 4. It is an optical filter that transmits most of the light.
  • the reflected light 96 incident on the first optical filter 22 is transmitted through the first optical filter 22 only by the component of the first reflected light 76 that is substantially scattered light, and is received by the first light receiving element 42.
  • the reflected light 96 incident on the second optical filter 24 passes through only the component of the second reflected light 86 that is substantially fluorescent in the second optical filter 24 and is received by the second light receiving element 44.
  • the light incident on the translucent member 60 from the wavelength conversion member 4 is configured to be only the outgoing light 92 having a small outgoing direction dependency of the light intensity, and the outgoing light 94 having a large outgoing direction dependency. Is not incident.
  • this configuration light having a stable light intensity distribution is incident on the light receiving element from the wavelength conversion member 4. For this reason, when the light source device is in a normal operation state, the light intensity of the outgoing light incident on the light receiving element can be accurately detected by the light receiving element. Therefore, it is possible to accurately detect a minute change in the light intensity of the emitted light emitted from the wavelength conversion member 4 that is generated when an abnormality occurs in the wavelength conversion member 4.
  • the light source device 300 of the present embodiment it is possible to accurately detect abnormal deterioration of the wavelength conversion member by the light receiving element. Furthermore, the signal detected by the light receiving element can be calculated, and the calculation result can be output to the outside of the light source device by the external connection member at high speed. Furthermore, since the mounting substrate for performing these calculations can be reduced in size, a small light source device can be realized.
  • FIG. 22 is a flowchart for explaining the operation of the light source device 300 according to the third embodiment.
  • a microcontroller 32 is provided inside or outside the light source device 300, and an external drive circuit 230 is further provided. These are connected to the semiconductor light emitting device 10 and the state detection circuit 1.
  • the propagation light 54 from the semiconductor light emitting device 10 reaches the wavelength conversion member 4, and a part of the emitted light 92 from the wavelength conversion element 4 is The light is separated by the translucent member 60, passes through the first optical filter 22 and the second optical filter 24, and reaches the first light receiving element 42 and the second light receiving element 44 of the state detection circuit 1.
  • the photocurrent generated by the light incident on the first light receiving element 42 and the second light receiving element 44 is converted by a current-voltage converter provided inside or outside the first light receiving element 42 and the second light receiving element 44 and output.
  • the signals S PD1 and S PD2 are input to the microcontroller 32, and the microcontroller 32 analyzes the signals S PD1 and S PD2 and outputs a control signal to the external drive circuit 230.
  • the external drive circuit 230 controls the operation of the semiconductor light emitting element 12 using the control signal.
  • the light source device 300 it is possible to easily diagnose the operating state of the light source device 300 using the signal output from the state detection circuit 1 using the microcontroller 32. .
  • FIG. 23 is a flowchart illustrating an operation of detecting an operation state of light source device 300 according to Embodiment 3.
  • step (vii) it is determined as a normal operation state, the operation of the light source device 300 is continued, and the process proceeds to step (ii) after a predetermined time. To do.
  • the operation state inside the light source device 300 can be easily detected by determining the signals S PD1 and S PD2 based on the above flow inside the microcontroller 32.
  • FIG. 24 is a diagram for explaining a change in the shape of the wavelength conversion member 4 of the light source device 300 according to the first embodiment and a change in the emitted lights 92 and 94.
  • the outgoing light 92 is composed of a first outgoing light 72 and a second outgoing light 82.
  • the outgoing light 94 includes a first outgoing light 74 and a second outgoing light 84.
  • 25 and 26 are schematic views showing the dependence of the light intensity of the emitted light corresponding to FIG. 24 on the angle from the optical axis, and FIG. 25 shows the angle dependence of the light intensity of the first emitted lights 72 and 74.
  • FIG. 26 shows the angle dependency of the light intensity of the second outgoing lights 82 and 84.
  • 25 and 26 correspond to (a), (b), and (c) in FIG. 24, respectively.
  • FIG. 24A shows a state in the vicinity of the wavelength conversion member 4 in a normal operating state.
  • FIG. 24B shows a state in the vicinity of the wavelength conversion member 4 where damage has started.
  • FIG. 24C shows a state in the vicinity of the wavelength conversion member 4 where the damage has progressed.
  • the wavelength conversion member 4 is obtained by fixing the wavelength conversion member 4 on the support member 6 with a predetermined thickness, for example.
  • a material having a high visible light reflectance and a high thermal conductivity is preferable.
  • a silicon substrate having a reflective film formed of a laminated film of a silver alloy film and a dielectric multilayer film on the surface of the silicon substrate is preferable.
  • the wavelength conversion element 2 for example, a material obtained by mixing phosphor particles in a binder such as silicone and applying and curing on a support member 6 with a predetermined thickness can be used.
  • a part of the propagating light 54 condensed and incident on the wavelength conversion element 2 is scattered by the phosphor particles of the wavelength conversion element 2 to become the first outgoing light 72, and the wavelength conversion is performed. Radiated from element 2. Another part of the propagating light 54 is absorbed by the phosphor particles and is emitted from the wavelength conversion element 2 as the second outgoing light 82 having a peak wavelength of 540 nm.
  • the vicinity of the light emitting portion 4a which is an irradiation region irradiated with the propagation light 54 in the wavelength conversion element 2, is caused by Stokes loss, which is an energy loss when the propagation light 54 is converted into the second emission lights 82 and 84. It generates heat and the temperature rises locally.
  • This heat is normally dissipated to the base 50 through the support member 6, and the temperature of the light emitting part 4a becomes a certain level or less.
  • an unintended abnormal temperature rise of the wavelength conversion element 2 occurs due to continuous irradiation of light having a high energy density to the wavelength conversion element 2.
  • a part of the wavelength conversion member 4 includes, for example, a binder or phosphor.
  • the altered portion 4c in which the particle structure is destroyed is generated.
  • the conversion efficiency of the propagation light 54 into the second emitted light 82 and 84 in the altered portion 4c changes from the normal light emitting portion 4a.
  • the ratio of the first outgoing light 72 and 74 and the second outgoing light 82 changes. That is, as shown in the comparison between FIG. 25A and FIG. 25B, the light intensity peak of the first emitted light 74 increases. Then, as shown in the comparison between (a) of FIG. 26 and (b) of FIG. 26, the light intensity of the second outgoing light 82 decreases.
  • the alteration portion 4d is obtained by locally ablating the alteration portion 4c near the wavelength conversion member 4.
  • the propagating light 54 is hardly converted into the second outgoing light 82 and 84 and is not scattered, and therefore, as shown in the comparison between FIG. 25 (b) and FIG. 25 (c).
  • the light intensity peak of the first outgoing light 74 suddenly increases, and the light intensity of the second outgoing light 82 suddenly increases as shown in the comparison between FIG. 26B and FIG. descend.
  • the light source device 300 of the present embodiment uses the first emitted light 72 and the second emitted light 82 in the range indicated by the detection range 90 as the light to be incident on the first light receiving element 42 and the second light receiving element 44. To detect. That is, a signal generated by receiving the first outgoing light 74 whose light intensity is highly dependent on the outgoing direction is minimized or not used as the signal amount of the operation state signal. In such a configuration, the light intensities of the first outgoing light 72 and the second outgoing light 82 due to the alteration occurring in the wavelength conversion member 4 shown in FIGS. 24 (a), (b), and (c) are shown. Changes, that is, changes in light intensity shown in FIGS. 25A, 25B, and 25C and FIGS. 26A, 26B, and 26C can be detected by the light receiving element. . From the above results, by using the light source device 300 of the present embodiment, when an abnormality occurs in the wavelength conversion member 4, it can be easily detected using a light receiving element.
  • the signal generated by receiving the first outgoing light 74 whose light intensity is highly dependent on the outgoing direction is minimized as the signal amount of the operation state signal. This shows that the abnormality of the wavelength conversion member 4 can be accurately detected more accurately.
  • FIG. 27 a plurality of light source devices 300 that emit the excitation light 54 having the same central wavelength 450 nm are manufactured from the semiconductor light emitting device 10, and the angle dependency of the emission angles of the emitted light intensities of the first emitted lights 72 and 74 is compared. The results are shown.
  • the angle 0 degree in FIG. 27 is in the normal direction with respect to the surface of the wavelength conversion member 4.
  • the emitted light intensity distributions of the three light source devices are compared.
  • a part of the propagation light 54 is scattered by the wavelength conversion member 4, and the first outgoing light 72 whose light intensity is less dependent on the outgoing direction on the surface side has almost the same intensity and the Lambertian reflection.
  • the 1st emitted light 74 radiate
  • the light intensity of the first emitted light 74 has a great influence on a minute change in the surface state of the wavelength conversion member 4.
  • variation in the initial value for every light source device becomes large. Therefore, in the light source device of the present embodiment, the initial value of the first emitted light 72 or the second emitted light 82 is used as a method for detecting an abnormality of the wavelength conversion member.
  • FIG. 28A is an example of a result of aggregating the variation of the operation state signal when the light not including the first emission light 74 is detected by the light receiving element as the operation state signals of the plurality of light source devices in the present embodiment.
  • FIG. 28B is an example of the result of aggregating the variation of the operation state signal when the light including the first emission light 74 is detected by the light receiving element as the operation state signals of the plurality of light source devices in the comparative example. That is, FIG. 28A shows the distribution when the signal SPD1 is composed of only a part of the first outgoing light 72, and FIG. 28B shows the signal SPD1 using a part of the first outgoing lights 72 and 74. The distribution when configured is shown.
  • the reference value S 1MAX, S IMIN, S 2MAX , using S 2MIN when determining the operating state of the light source device, in a narrower range, the reference value S 1MAX, S Since IMIN , S2MAX , and S2MIN can be set, the operation state of the light source device can be accurately determined.
  • the detection light detection angle range of the emitted light (the angle range of the emitted light used for the detection light) is limited.
  • detection is performed by limiting the angle range in which the light intensity is stable for each product, so that the accuracy of the light intensity of the detection light can be improved. Therefore, it is possible to accurately detect the deterioration state of the wavelength conversion member 4.
  • a feature of the light source device of this embodiment is that a microcontroller is provided, and the microcontroller is mounted on a mounting substrate. Since the other parts are almost the same as those of the light source devices of the first and third embodiments, different parts will be mainly described.
  • FIG. 29 is a schematic cross-sectional view of the light source device 400 according to the fourth embodiment, and a cross-sectional view of the mounting substrate 160 is shown below in the drawing.
  • FIG. 30 is a view of the light source device 400 according to Embodiment 4 as viewed obliquely from above, and an enlarged view of the vicinity of the wavelength conversion member 4 is shown in the upper right in the drawing.
  • FIG. 31A is a circuit block diagram of an electric circuit mounted on the mounting substrate 160 of the light source device 400 according to Embodiment 4.
  • FIG. 31A also shows an external drive circuit 230 for driving the mounting substrate 160, a control unit 240, a power source 250 such as a battery, and an external wiring 180 such as a cable.
  • FIG. 32 is a diagram for explaining a circuit layout of the mounting substrate 160.
  • the semiconductor light emitting device 10 is arranged in an opening having an opening on the wavelength conversion element 2 side of the base 50. Then, the lead pins 16 a and 16 b of the semiconductor light emitting device 10 are connected to the mounting substrate 160 from the opposite side of the base 50.
  • the lens 20a is held by a holder 260, adjusted in position, and then fixed to the base 50.
  • the reflective optical element 20b is also held by the holder 262, adjusted in position, and fixed to the base 50 with screws 120.
  • the temperature detection element TH01, two light receiving elements (first light receiving element 42 and second light receiving element 44), resistors R42, R41, R03 , R04, R05 are mounted.
  • the first optical filter 22 and the second optical filter 24 having different transmittance wavelength dependency are mounted between the first light receiving element 42 and the second light receiving element 44 and the light transmitting member 60. Then, the first optical filter 22 is aligned with the first light receiving element 42 and the second optical filter 24 is aligned with the second light receiving element 44 and fixed.
  • the semiconductor light emitting device 10 the state detection circuit 1, the microcontroller 32, and the external connection member 166 are mounted on a single mounting board 160.
  • the mounting substrate 160 is disposed at a position on the first surface 50 t side of the base 50 on the first step side in parallel with the first surface 50 t.
  • the mounting substrate 160 is a multilayer substrate having four wiring layers. As a specific configuration of the mounting substrate 160, as shown in the enlarged sectional view of the mounting substrate 160 in FIG. 29, the first wiring layer WL1, the first base material BL1, the second wiring layer WL2, the second base material BL2, The third wiring layer WL3, the third base material BL3, and the fourth wiring layer WL4 are alternately stacked.
  • each wiring layer is connected by via wiring.
  • the outermost surface is partially or entirely covered with the first insulating layer CL1 and the second insulating layer CL2.
  • the microcontroller 32 is mounted on the first insulating layer CL1 side, and the temperature detection element TH01, the first light receiving element 42, the second light receiving element 44, and the external connection member 166 are mounted on the second insulating layer CL2 side.
  • FIG. 29 shows a configuration in which an external wiring 180 is further connected to the external connection member 166 of the light source device 400.
  • power is supplied from the external wiring 180 to the external connection member 166, and part of the power is supplied from the mounting substrate 160 to the semiconductor light emitting device 10 and emits the emitted light 52.
  • the emitted light 52 becomes propagation light 54 by the lens 20a and the reflective optical element 20b, and is condensed on the light emitting portion 4a of the wavelength conversion element 2.
  • the light incident on the light emitting unit 4 a becomes an outgoing light 92 composed of the first outgoing light 72 and the second outgoing light 82, passes through the translucent member 60, and is emitted from the light source device 400.
  • a part of the electric power is supplied from the external connection member 166 of the mounting substrate 160 to the microcontroller 32. Then, an operation state signal from the temperature detection element TH01 disposed in the vicinity of the semiconductor light emitting device 10 is input to the microcontroller 32. A part of the light of the emitted light 92 is reflected by the translucent member 60 and enters the first light receiving element 42 and the second light receiving element 44, and signals from the first light receiving element 42 and the second light receiving element 44 are microscopic. Input to the controller 32.
  • the microcontroller 32 includes a non-volatile memory in addition to the central processing unit. Further, it has a transceiver function capable of communicating with the outside.
  • the microcontroller 32 is supplied with power from the terminal T4 of the external connection member 166 via the filter circuit NF1.
  • the microcontroller 32 converts the supplied power and supplies the reference voltage V REF to the first light receiving element 42 and the second light receiving element 44 of the state detection circuit 1.
  • the microcontroller 32 is connected to the output unit of the state detection circuit 1 and operates from the state detection circuit 1 as an operation state signal that is a detection result of the operation state of the light source device, specifically, signals S PD1 , S PD2 , S TH , S V1 is input to the microcontroller 32.
  • the microcontroller 32 calculates a signal from the state detection circuit 1, determines the operating state of the light source device, and outputs information of the determination result as a signal.
  • the communication terminal of the microcontroller 32 is connected to the terminal T3 of the external connection member 166 via the filter circuit NF2.
  • the terminal T3 is connected to the microcontroller 532 of the external drive circuit 230, for example, by the external wiring 180. Therefore, the light source device 400 can communicate with the external drive circuit 230. For this reason, information regarding the operating state of the light source device 400 can be acquired by an external device such as the external drive circuit 230.
  • the state detection circuit 1 can detect the operation state of components related to the light emission function of the light source device, and can input the detection result to the microcontroller 32 mounted in the vicinity of the same mounting board. Therefore, the wiring between the state detection circuit 1 and the microcontroller 32 is less likely to be affected by external noise and signal transmission delay, so that the operation state of the light source device can be input to the microcontroller 32 at high speed and accurately. Then, the operation state of the light source device can be output as a control signal by calculating the input detection result by the microcontroller 32.
  • an external connection member connected to the outside is mounted on the same mounting board as that of the microcontroller 32.
  • the microcontroller 32 can be dimmed or extinguished at high speed using the external drive circuit 230.
  • a control algorithm for calculating the operation state signal from the state detection circuit 1 and generating a control signal for controlling the external drive circuit can be freely set. Can be set.
  • the communication between the microcontroller 32 and the external drive circuit is preferably performed by a digital signal.
  • information regarding the operation state of the light source device 400 can be accurately transmitted to an external device such as the external drive circuit 230.
  • the microcontroller 32 outputs a signal SFET as a control signal to the gate of the transistor 30 to control the on / off of the transistor 30.
  • the microcontroller 32 can output the operation state of the light source device as a control signal by calculating the detection result input from the state detection circuit 1.
  • the control signal can be input to a transistor mounted on the same mounting substrate as the microcontroller 32 to control the transistor, so that the light source device can be dimmed or turned off at high speed.
  • the microcontroller 32 since the microcontroller 32 is mounted on the mounting board of the light source device, it is possible to freely set a control algorithm for calculating the operation state signal and generating a control signal for controlling the transistor.
  • a reference value for calculating or comparing the operation state signal from the state detection circuit 1 is stored in a nonvolatile memory mounted on the microcontroller 32. With this configuration, the light source device 400 can easily determine the operating state of the light source device by using the signal from the state detection circuit 1.
  • a reference value for the signal of the light receiving element related to the amount of the emitted light can be stored in the light source device in the nonvolatile memory.
  • the reference value for the signal of the temperature detecting element related to the temperature of the light source device can be stored in the nonvolatile memory.
  • the non-volatile memory can store a temporal change coefficient of the amount of emitted light of the semiconductor light emitting device mounted on the light source device under predetermined driving conditions such as driving current and temperature.
  • the cumulative operation time of the light source device can be stored in the nonvolatile memory.
  • the maximum drive current value for a predetermined temperature of the light source device can be stored in the nonvolatile memory.
  • the microcontroller 32 calculates the operation state signal detected by the state detection circuit 1 of the light source device. Judgment can be easily made based on the result.
  • the first light receiving element 42 and the second light receiving element 44 of the state detection circuit 1 are described so as to be aligned in the traveling direction of the propagation light 54, but as shown in FIG.
  • the first light receiving element 42 and the second light receiving element 44 are preferably arranged side by side so as to intersect with the traveling direction of the propagation light 54.
  • the emitted light 92 having the same emission angle with respect to the main shaft 91 can be guided to a plurality of light receiving elements. For this reason, for example, the first emitted light 72 and the second emitted light 82 having the same emission angle can be compared, and the operation state of the light source device can be detected more accurately.
  • the shapes of the openings of the light guide openings 50c and 50d for guiding the emitted light 92 from the wavelength conversion member 4 to the first light receiving element 42 and the second light receiving element 44 are the same as the first light receiving element 42 and the second light receiving element. It is desirable to make it different from the element 44.
  • the outer shapes of the first optical filter 22 and the second optical filter 24 disposed in the light guide openings 50c and 50d are desirably different, for example, a square and a rectangle, and a parallelogram and a rhombus. In the process of manufacturing the light source device 400 with this configuration, it is possible to prevent the first optical filter 22 and the second optical filter 24 from being misplaced.
  • FIG. 31A the semiconductor light emitting device 10 is connected to the terminals T1 and T2 of the external connection member 166 of the light source device 400.
  • the anode terminal of the semiconductor light emitting device 10 is connected to the terminal T1.
  • the cathode terminal of the semiconductor light emitting device 10 is connected to the transistor 30 and is connected to the terminal T2.
  • a Zener diode ZD01 as a surge protection element is connected in parallel to the semiconductor light emitting element 12 and mounted on the mounting substrate 160.
  • the Zener diode ZD01 is disposed outside the semiconductor light emitting device 10, but may be incorporated in the semiconductor light emitting device 10.
  • the resistors R41 and R42 are connected in series and parallel to the terminals T1 and T2.
  • a part of the state detection circuit 1 includes these resistors R41 and R42 and is mounted on the mounting board 160.
  • Resistors R41 and R42 generates a signal S V1 is an operation state signal.
  • the signal SV1 is a divided voltage of the terminal voltage input to the anode terminal and the cathode terminal of the semiconductor light emitting device 10, and is a signal correlated with the terminal voltage.
  • the signal S V1 is input to the microcontroller 32 mounted on the same mounting board, and the microcontroller 32 determines the operation state of the light source device. With the above configuration, the operation state of the light source device can be determined at high speed and accurately by the light source device itself.
  • a part of the state detection circuit 1 may be replaced with a detection circuit that detects a terminal current using a sense resistor with the same circuit configuration as that of the sixth modification of the first embodiment.
  • the state detection circuit 1 outputs a signal SC1 which is an operation state signal related to the current applied to the semiconductor light emitting device 10.
  • the signal SC1 is input to the microcontroller 32, and the operation state of the light source device can be determined.
  • the state detection circuit 1 has a circuit configuration similar to that of the seventh modification of the first embodiment, and detects a current applied to the semiconductor light emitting device 10 by detecting a voltage applied to the transistor 30. It may be. Thereby, it is possible to omit mounting the sense resistor on the light source device.
  • the output unit of the microcontroller 32 is connected to the transistor 30. Therefore, you input a signal S V1 or S C1 to the microcontroller 32 calculates the signal in the microcontroller 32, by the result output a signal S FET is used to apply a signal S FET to the gate of the transistor The transistor 30 can be controlled.
  • the state detection circuit 1 accurately detects the operation state of the light source device itself and reduces the amount of current applied to the semiconductor light emitting device at a high speed, thereby operating the light source device. The state can be changed at high speed.
  • the calculation result of the microcontroller 32 of the light source device 400, through a filter circuit NF2 from the microcontroller 32, may be sent from the terminal T3 of the external connection member 166 to the external drive circuit 230 as a signal S OUT.
  • the external drive circuit 230 the received signal from the light source device 400 can be processed, and the power supplied to the semiconductor light emitting device 10 of the light source device 400 can be freely changed.
  • the mounting substrate 160 of the present embodiment includes a circuit including a light receiving element as described above as a part of the state detection circuit 1.
  • a state detection circuit 1 including the first light receiving element 42 and a state detection circuit 1 including the second light receiving element 44 are mounted.
  • the state detection circuit 1 including the first light receiving element 42 and the resistor R03 outputs a signal SPD1 that is an operation state signal corresponding to the amount of light incident on the first light receiving element 42.
  • the state detection circuit 1 including the second light receiving element 44 and the resistor R04 outputs a signal SPD2 corresponding to the amount of light incident on the second light receiving element 44.
  • the signals S PD1 and S PD2 are input to the microcontroller 32.
  • the optical abnormality can be detected by the state detection circuit 1, and the result can be determined by the microcontroller. And it communicates with an external drive circuit using the result determined by the microcontroller 32, and adjusts the amount of current applied to the semiconductor light emitting device.
  • the signal S FET can be output from the microcontroller 32 to control the transistor 30.
  • the microcontroller 32 mounted on the light source device 400 determines whether an abnormality in the electro-optical conversion function of the optical member inside the semiconductor light emitting device of the light source device and the light emitting part of the wavelength converting member of the wavelength converting element 2,
  • the result can be determined by the microcontroller 32 mounted on the light source device 400, and an instruction can be sent to the transistor 30. For this reason, the amount of current applied to the semiconductor light emitting device can be reduced at high speed.
  • the calculation result of the microcontroller 32 of the light source device 400, through a filter circuit NF2 from the microcontroller 32 may be sent from the terminal T3 of the external connection member 166 to the external drive circuit 230 as a signal S OUT.
  • the received signal from the light source device 400 can be processed, and the power supplied to the semiconductor light emitting device 10 of the light source device 400 can be freely changed.
  • the state detection circuit 1 of the light source device 400 of the present embodiment includes a temperature detection element TH01 that is, for example, a thermistor.
  • An operation state signal having a correlation with the temperature of the light source device 10 can be output from the state detection circuit 1.
  • a signal S TH that is an operation state signal output from the temperature detection element TH 01 of the state detection circuit 1 is input to the microcontroller 32. Then, the operation can be performed by the microcontroller 32 using the signal to determine the operating state of the light source device.
  • the microcontroller 32 communicates with the external drive circuit using the determination result, and adjusts the amount of current applied to the semiconductor light emitting device.
  • the microcontroller 32 outputs a signal SFET and inputs it to the gate of the transistor 30.
  • the transistor 30 controls the input power of the semiconductor light emitting device 10 by the signal SFET input to the gate.
  • the temperature information of the light source device can be detected by the operation state detection circuit, and the power applied to the semiconductor light emitting device can be controlled. Therefore, the temperature change of the light source device 400 can be detected and the drive current of the semiconductor light emitting device can be controlled.
  • the light amount / wavelength of light emitted from the light source device may be slightly different even with the same drive current, and the sensitivity of the light receiving element may be slightly different for the same light amount. For this reason, even in the same drive current, the signal value output from the light receiving element varies for each light source device even in the same operation state.
  • the individual difference for each light source is corrected by calculating the signal value output from a different light receiving element for each light source device using the inter-module variation correction coefficient for each light source device. Can do.
  • a signal value output from a light receiving element in a specific light source device under a specific operating condition is measured, and a signal output from the light receiving element in a standard light source device
  • the ratio with the value is calculated as an inter-module variation correction coefficient.
  • the inter-module variation correction coefficient for each light source device, the temperature conversion equation for converting the signal value output from the temperature detection element into temperature, and the signal value output from the light receiving element A temperature correction formula for correcting the temperature dependence is stored.
  • the operation state can be accurately determined.
  • the drive current of the light source device can be cut off.
  • the signal values S PD1 and S PD2 input to the microcontroller 32 and output from the light receiving element are multiplied by the inter-module variation correction coefficient. Normalized values NS PD1 and NS PD2 normalized by the above are obtained. Subsequently, the temperature is calculated with respect to the signal value S TH of the temperature detection element input to the microcontroller 32 by using a temperature conversion equation, and the temperature correction coefficient is obtained by using the obtained temperature and the temperature correction equation. Then, the microcontroller 32 calculates the normalized values NS PD1 and NS PD2 with a temperature correction coefficient, compares the calculation result with a predetermined reference value, and determines whether there is an abnormality.
  • the above temperature correction formula is preferably a correction formula corresponding to the operating condition (drive current) of the light source device, and is calculated by the microcontroller 32 based on the drive current of the light source device.
  • the operating state of the light source device since the operating state of the light source device can be accurately detected and determined, when the operating state of the light source device is normal, the light source device is operated, and in the abnormal state, The light source device can be cut off accurately.
  • the calculation result performed by the microcontroller 32 of the light source device 400 can be sent from the microcontroller 32 to the microcontroller 532 of the external drive circuit 230 as a signal S OUT from the terminal T3 of the external connection member 166.
  • a method may be used in which the signal S IN is sent from the microcontroller 532 side to the microcontroller 32 side, and the signal S OUT is sent from the microcontroller 32 side to the microcontroller 532 according to the signal.
  • the received signal S OUT from the light source device 400 is processed by the microcontroller 532, and the result is communicated with the control unit 240, and from the power V B supplied from the battery 250, the step-down circuit 501 A predetermined current I OP and a voltage V OP are generated using the sense resistor and input to the terminal T 1 of the light source device 400.
  • the microcontroller 32 can freely change the power supplied to the semiconductor light emitting device 10 of the light source device 400 separately from the transistor 30 by using the external drive circuit 230 outside the light source device 400.
  • a predetermined voltage VIN is input from the terminal T 4 to the light source device 400 by the step-down circuit 502 and used as the power source of the microcontroller 32.
  • FIG. 32 is a schematic diagram for explaining the configuration of the mounting substrate 160 of the light source device 400 according to the fourth embodiment.
  • four wiring layers are formed: a first wiring layer WL1, a second wiring layer WL2, a third wiring layer WL3, and a fourth wiring layer WL4.
  • Either the second wiring layer WL2 or the third wiring layer WL3 in the inner part is a ground (GND) wiring.
  • GND ground
  • one of the second wiring layer WL2 and the third wiring layer WL3 on the inner side is a ground (GND) wiring, and the other is a printed wiring for flowing a large current through the semiconductor light emitting device 10.
  • GND ground
  • a wiring with a wide conductive film formed to allow a large current to flow can be formed inside, and deterioration of adhesion between the substrate on the surface layer side and the wiring layer can be suppressed.
  • the ground wiring is formed in the second wiring layer WL2, and most of the printed wirings 162A and 162C connected to the anode terminal and the cathode terminal of the semiconductor light emitting device 10 are formed in the third wiring layer WL3. It is a configuration.
  • a microcontroller 32 is mounted on the surface of the first wiring layer WL1.
  • a transistor 30 is also mounted on the surface of the first wiring layer WL1.
  • the first wiring layer WL1 on which the microcontroller 32 is mounted is separated from the third wiring layer WL3 and the fourth wiring layer WL4 which are other wiring layers by the second wiring layer WL2 which is the ground wiring. The Therefore, it is possible to reduce the possibility that the microcontroller 32 receives noise crosstalk from the external wiring and malfunctions. Further, the microcontroller 32 and the transistor 30 are mounted on the same wiring layer of the same mounting board. Therefore, since the signal from the microcontroller 32 can be transmitted to the transistor 30 at a high speed, the light source apparatus 400 can be stopped at a high speed when an abnormality occurs in the light source apparatus 400.
  • the state detection circuit 1 including the first light receiving element 42, the second light receiving element 44, and the thermistor TH01 is formed on the surface of the fourth wiring layer WL4 of the mounting substrate 160.
  • the microcontroller 32 is installed between the first light receiving element 42 and the second light receiving element 44 and the semiconductor light emitting device 10 in plan view.
  • a temperature detection element TH01 which is a thermistor, for example, is installed between the connection portion with the semiconductor light emitting device 10 and the mounting position of the microcontroller 32 in plan view.
  • the temperature detection element can be disposed close to the semiconductor light emitting device, and a microcontroller that is another heat source between the semiconductor light emitting device and the temperature detection element is not disposed.
  • the temperature of the semiconductor light emitting device can be measured with high accuracy.
  • a temperature change of the semiconductor light emitting device can be detected at high speed using the temperature detection element.
  • a filter circuit NF is disposed around the microcontroller 32 and connected to the microcontroller 32. Thereby, the noise of the operation state signal input to the microcontroller 32 can be reduced.
  • the mounting board 160 is preferably formed of a flat plate without a bent portion. By doing in this way, the fall of the mechanical strength of a mounting substrate can be suppressed, and a mounting substrate can be manufactured easily. Then, the mounting substrate 160 is fixed to the fixed surface at a portion one step inside the first surface 50 t on the first surface 50 t side, which is the fixed surface of the base 50. With this configuration, the light source device can be fixed by bringing the external radiator having a flat surface and the first surface 50t, which is a fixing surface of the light source device, in contact with each other. Therefore, the heat radiation path from the light source device to the external heat radiator can be easily configured.
  • the external connection member 166 mounted on the mounting substrate 160 is preferably a connector that is inserted and removed in a direction parallel to the planar direction of the mounting substrate 160, that is, in the direction of the arrow 166a in FIG.
  • a thin external connection member can be used in the thickness direction, that is, in a direction perpendicular to the first surface 50t (up and down direction on the paper surface), and the light source device can be thinned. it can.
  • a pedestal 50d having the second surface 50s of the base 50 can be arranged on the upper part of the external connection member, so that a small light source device can be realized.
  • the optical system A small light source device whose optical path is thin in a direction perpendicular to the first surface 50t can be realized.
  • FIG. 33 is a schematic cross-sectional view illustrating a configuration of a light projecting device 900 configured using the light source device 400 according to the fourth embodiment.
  • FIG. 34 is a schematic diagram for explaining a method of manufacturing the light projecting device 900 configured using the light source device 400 according to the fourth embodiment.
  • the light source device 400 includes a reference hole 146a and a reference hole 146a for accurately aligning with the external heat radiator 930 including the heat radiating plate 931 and the heat radiating fins 932 disposed on the first surface 50t side. And a long hole 146b to be paired with each other.
  • the light source device 400 is arranged so that the first surface 50t side of the light source device is in contact with the installation surface 930b on the external radiator 930, and through holes 140A, 140B, 140C, and 140D formed in the peripheral portion of the base 50. It is fixed with screws (not shown). Further, in the light projecting device 300, a light projecting optical member 910 that is, for example, a parabolic mirror is fixed to the second surface 50 s of the base 50 of the light source device 400. At this time, the light projecting optical member 910 is formed with a fixing portion 910a, and two reference pins 910b formed on the fixing portion 910a and a reference hole formed on the second surface 50s of the base 50 of the light source device 400.
  • the light source device 400 and the light projecting optical member 910 are fixed by the two openings 910c and the screw holes 130a and 130b formed on the same surface as the reference hole 146a.
  • the light projecting device 900 can be easily configured and manufactured.
  • the first surface 50t of the light source device 400 is fixed to the external radiator 930, the heat generated in the semiconductor light emitting device 10 can be easily radiated from the first surface 50t to the heat radiating plate 931 of the radiator 930.
  • the heat transferred to the heat radiating plate 931 is radiated to the outside air by the heat radiating fins 932. Therefore, the temperature rise of the semiconductor light emitting device 10 can be easily reduced.
  • FIG. 35 is a partial enlarged cross-sectional view in which the vicinity of the wavelength conversion member 4, the first light receiving element 42, and the second light receiving element 44 of the light source device 400 is enlarged.
  • emitted light 52 that is, for example, laser light having a wavelength of 450 nm is radiated and converted into propagating light 54.
  • the propagating light 54 incident on the light emitting portion 4a of the wavelength conversion element 2 is partly emitted by the light transmitting member 60 as the outgoing light 92 in which the first outgoing light 72 and the second outgoing light 82 are mixed.
  • the reflected light 96 travels toward the first light receiving element 42 and the second light receiving element 44 as reflected light 96.
  • the reflected light 96 includes a first reflected light 76 that is the first emitted light reflected by the translucent member 60 and a second reflected light 86 that is the second emitted light reflected by the translucent member 60. Then, the reflected light 96 passes through the first optical filter 22 and the second optical filter 24 and reaches the first light receiving element 42 and the second light receiving element 44.
  • the reflected light 96 reaches the first optical filter 22 and the second optical filter 24 through the light guide openings 50 c and 50 d formed in the base 50.
  • the light guide openings 50 c and 50 d are preferably configured to become smaller toward the first light receiving element 42 and the second light receiving element 44. With this configuration, the reflected light 96 travels toward the first light receiving element 42 and the second light receiving element 44 while being subjected to multiple reflections on the side surfaces of the light guide openings 50c and 50d. Two light receiving elements 44 can be guided.
  • FIG. 36 is a schematic partially enlarged cross-sectional view in which the wavelength conversion element 2 and the vicinity thereof are enlarged.
  • the wavelength conversion element 2 includes a support member 6 and a wavelength conversion member 4 disposed on the support member 6.
  • the wavelength conversion member 4 includes a phosphor material activated with a rare earth element. The phosphor material absorbs at least a part of the propagation light 54 and emits fluorescence having a wavelength different from that of the propagation light 54 as wavelength-converted light.
  • Unevenness is formed on the surface of the base 50 on which the wavelength conversion element 2 is installed.
  • a bonding layer 51 made of, for example, a tin (Sn) or nickel (Ni) plating layer is formed on the surface of the base 50.
  • the support member 6 of the wavelength conversion element 2 is made of, for example, a silicon substrate, and irregularities are formed on both the surface on the wavelength conversion member 4 side and the surface on the base 50 side.
  • a reflective film 6a made of, for example, Ag and a dielectric multilayer film is formed on the surface of the wavelength conversion member 4 side.
  • a bonding layer 6b made of, for example, titanium, platinum, or gold is formed on the surface of the support member 6 on the base 50 side.
  • a wavelength conversion member 4 made of a phosphor material that is cerium activated yttrium aluminum garnet phosphor mixed with a transparent binder made of silsesquioxane. Is formed.
  • the support member 6 and the base 50 are bonded to each other by a bonding layer 6b and a bonding layer 51 formed on the respective surfaces, and an adhesive member 7 that is a low melting point solder material made of, for example, tin, silver, or copper.
  • an adhesive member 7 that is a low melting point solder material made of, for example, tin, silver, or copper.
  • FIG. 37A to FIG. 37C are conceptual diagrams showing the relationship between the operating conditions of the semiconductor light emitting device of the light source device and the luminous flux that is the amount of emitted light emitted from the wavelength conversion member.
  • FIG. 37A shows the relationship between the amount of current applied to the semiconductor light emitting device 10 of the light source device 400 and the luminous flux of the emitted light emitted from the light source device.
  • the luminous flux of the light source device is emitted with a threshold value I th with respect to the amount of current applied to the light source device, and has a characteristic that the luminous flux increases rapidly as the amount of current exceeding the threshold value I th increases.
  • a light flux ⁇ OP is emitted with respect to the current amount I OP .
  • FIG. 37B shows the relationship between the temperature of the light source device 400, that is, the semiconductor light emitting device 10, and the light beam emitted from the light source device.
  • the light flux ⁇ OP is emitted with respect to the current amount I OP , but the light flux decreases as the temperature of the light source device rises, and becomes the light flux ⁇ OP (HT) at the operation guarantee upper limit temperature T HI .
  • the temperature of the light source device decreases, the luminous flux increases, and the luminous flux ⁇ OP (LT) is emitted when the operation guarantee temperature lower limit temperature T LOW is reached.
  • FIG. 37C shows the relationship between the time when the light source device 400 is operated and the luminous flux of the emitted light.
  • the luminous flux of the light source device 400 is obtained at the initial operation time t INI, and the luminous flux ⁇ OP (INI) of the light source device is obtained.
  • the luminous flux gradually decreases, and the time t END after the operation guarantee period. Then, there is a characteristic that the light flux becomes ⁇ OP (END).
  • the amount of light emitted from the wavelength conversion member of the light source device is not only an abnormality of the wavelength conversion member, but also an environmental change that occurs during normal operation of the light source device, that is, a change in the amount of current applied, It also changes in response to changes in temperature and operating time of the light source device.
  • This change in the luminous flux is a change in the amount of light incident on the light receiving element, and a change in the signals S PD1 and S PD2 that are operation state signals output from the light receiving element.
  • the microcontroller 32 does not determine that the signal S PD1 or S PD2 is changed due to an environmental change that occurs during these normal operations, and the reference value S 1MAX is determined to be abnormal when the wavelength conversion element 2 is damaged. , S 1MIN , S 2MAX , S 2MIN are required to be set.
  • FIG. 38A shows the light source device 400 operating normally.
  • FIG. 38B is a diagram illustrating a case where the wavelength conversion member 4 is completely separated from the wavelength conversion element 2 of the light source device 400.
  • FIG. 38C is a diagram illustrating the case where the wavelength conversion element 2 is peeled off from the base 50.
  • FIG. 39, 40A, and 40B are diagrams for explaining examples of detection results of the state detection circuit 1 according to the fourth embodiment. More specifically, FIG. 39, FIG. 40A, and FIG. 40B show the results of actual measurement of the amount of signal incident on the light receiving element for each operation state of the light source device 400. Originally, the results of the determinations (iii) to (vi) according to the algorithm of FIG. 23 are shown. At this time, the signals S PD2 and S PD1 extracted by the first light receiving element 42 and the second light receiving element 44 of the state detection circuit 1 were normalized by 100 as shown in the column (A) of FIG.
  • the applied current is I OP
  • (C) is the normal operating state and the ambient temperature is high (+ 80 ° C.)
  • the applied current is I OP
  • (D) is the normal operating state and the ambient temperature Is at room temperature (25 ° C.) and continuously applied for 500 hours at the applied current IOP
  • (E) is in the abnormal state of the light source device and the wavelength conversion element is in the state of FIG. 38B
  • (F) is abnormal in the light source device.
  • FIG. 38C shows the operating state, the wavelength conversion element is in the state of FIG. 38C
  • (G) shows the abnormal operating state of the light source device, and the wavelength conversion element is in the state of FIG. 24B
  • (H) shows the abnormal light source device.
  • the operating states (B), (C), and (D) are all determined to be normal based on the signal from the state detection circuit 1.
  • the operating states (E), (F), and (H) are determined to be abnormal based on the signal SPD2 .
  • the operating state (G) is determined to be abnormal based on the signal SPD1 .
  • FIG. 40A shows a case where the reference values S 2MIN , S 2MAX , S 1MIN , S 1MAX are 70, 150, 70, and 130, respectively.
  • the normal operation state and the abnormal operation state can be determined only by the amount of the second emitted light.
  • the normal operation state and the abnormal operation state may be determined only by the amount of the first emitted light by changing the reference value to an appropriate value. Further, it is possible to determine a normal operation state and an abnormal operation state only by the amount of the second emitted light.
  • the microcontroller detects the light amount of at least one of the first emitted light that is emitted light scattered by the phosphor and the second emitted light that is converted and emitted by the phosphor, and serves as an operation state signal as a microcontroller.
  • the damage status of the phosphor can be accurately extracted and determined. And it can also be stopped at high speed using the transistor 30 mounted in the light source device 400 using the determination result.
  • the light source device 400 can be stopped by using an external wiring from the microcontroller 32 and using a driving circuit connected to the outside.
  • the normal operation state and the abnormal operation state may be determined only by the light amount of the first emitted light by setting the reference value signal to an appropriate value.
  • the amount of light of the first emitted light that is blue light scattered by the phosphor and the second emitted light that is fluorescence converted and emitted by the wavelength conversion member is used as an operation state signal.
  • FIG. 40B shows an example of an experimental result when the operation state of the light source device is determined using the algorithm of FIG. 31B.
  • a light source device is manufactured, drive currents are converted to 0A, 0.7A, 1.0A, 1.5A, 2.0A, and 2.3A, and the environmental temperature is changed from ⁇ 40 ° C. to about This is the result of detecting the signal value output from the light receiving element when the temperature is changed to 110 ° C.
  • the light receiving element is configured so that the second emitted light that is fluorescent light is mainly incident thereon.
  • the signal value increases along the relationship with the luminous flux of the emitted light shown in FIG. 37A.
  • the temperature decreases along the relationship with the luminous flux of the emitted light shown in FIG. 37C.
  • the drive current applied to the light source device was driven at a temperature T OPL or higher and T OPH or lower as shown in FIG. 37D to suppress deterioration of the semiconductor light emitting device.
  • the signal value output from the light receiving element is very large due to fluctuations in the emitted light. Therefore, it is difficult to determine a reference value for detecting an abnormality.
  • FIG. 40B (b) shows a value obtained by converting the signal value SPD2 shown in FIG. 40B (a) using a predetermined conversion equation.
  • the temperature correction coefficient was calculated by P / ( ⁇ T 2 + ⁇ T + ⁇ ) (P, ⁇ , ⁇ , and ⁇ are arbitrary coefficients, and T is the environmental temperature obtained from the temperature detecting element).
  • the converted value is substantially constant regardless of the driving current of the light source device and the environmental temperature.
  • the reference value S 2MAX is set to 1500 and S 2MIN is set to 500, for example. Can be determined.
  • S 2MAX is set to 1500
  • S 2MIN is set to 500, for example. Can be determined.
  • the converted value has a large variation. This is an influence of the fluctuation of the threshold value I th for each light source device shown in FIG. 37A. Therefore, it is preferable to determine the lower limit of the drive current along the environmental temperature as the drive condition of the light source device.
  • the operation state of the light source device can be accurately detected, and the operation can be stopped accurately when an abnormality occurs in the light source device.
  • the background component of the signal from the light receiving element detected when the drive current is 0 A is subtracted to convert the signal value more accurately.
  • FIG. 41 is a circuit block diagram of the mounting substrate 160 mounted on the light source device according to the first modification of the fourth embodiment.
  • the mounting substrate 160 includes a printed wiring that connects the transistor 30 and the anode terminal of the semiconductor light emitting device 10, and a printed wiring that connects the transistor 30 and the cathode terminal of the semiconductor light emitting device 10. Connected in parallel. For this reason, since a current does not flow through the transistor 30 during operation in a steady state, functional safety can be realized without increasing power consumption.
  • a non-volatile memory is further arranged outside the microcontroller 32.
  • the nonvolatile memory and the central processing unit of the microcomputer can be designed and arranged separately, so that the light emitting device can be configured more freely.
  • FIG. 42 is an enlarged view of the vicinity of the wavelength conversion element 2 and the second light receiving element 44 of the light source device 400.
  • the first light receiving element 42, the second light receiving element 44, the first optical filter 22, and the second optical filter 24, the second light receiving element 44 and the second optical filter 24 Only listed.
  • the base 50 is formed with a recess 50e on the surface where the wavelength conversion element 2 is disposed.
  • the light guide opening 50c is formed in the base 50 in the same manner as in the fourth embodiment, etc., but a concave portion larger than the through hole is formed on the wavelength conversion element 2 side, and the first optical filter is formed in the concave portion. 22 is arranged.
  • the wavelength conversion element 2 is fixed to the holder 264, and the holder 264 is fixed to the recess 50e by screws 222 and 224. At this time, as described in Embodiment 4 of FIG.
  • the holder 264 is made of, for example, an aluminum alloy surface plated with tin, for example, and the wavelength conversion element 2 and the holder 264 are soldered with a low melting point. It is preferable to fix with. With this configuration, it is not necessary to directly fix the wavelength conversion element 2 to the base 50, so that the surface plating treatment of the base 50 becomes unnecessary, and the material of the base 50 can be selected more freely. it can.
  • the second optical filter 24 is inserted into the base 50 from the side where the wavelength conversion element 2 is disposed, and is fixed with an adhesive or the like. With this configuration, since the wavelength conversion element 2 and the second optical filter 24 can be fixed to the base 50 from the same surface, the light source device 400 can be easily manufactured.
  • the surface of the base 50 in the vicinity of the wavelength conversion member 4 is covered with a base cover 170 that is a plate-shaped metal part.
  • the base cover 170 is preferably made of a metal such as an aluminum alloy or stainless steel. More preferably, irregularities having an arithmetic average roughness of 0.5 ⁇ m or more having a surface average roughness comparable to the wavelength of the emitted light are formed on the surface. More preferably, the base cover 170 is bent so as to face the traveling direction of the outgoing light 94 emitted from the wavelength conversion element 2 so that the outgoing light 94 is irradiated on the surface of the base cover 170. Composed. With this configuration, the base cover 170 can shield the outgoing light 94 from being irradiated to the holding member 152.
  • the base cover 170 covers part or all of the surface of the holder 264 opposite to the base 50 side. With this configuration, even when the screws 222 and 224 that fix the holder 264 to the base 50 are loosened, it is possible to prevent the holder 264 from coming off the base 50. Furthermore, the base cover 170 covers part or all of the surface of the second optical filter 24 on the side opposite to the base 50 side. Even if the adhesive performance of the adhesive agent which fixes the 2nd optical filter 24 to the base 50 falls by this structure, it can suppress that it remove
  • the semiconductor light emitting device 10 and its vicinity are also different.
  • FIG. 43 is an enlarged cross-sectional view of the semiconductor light-emitting device 10 according to the second modification of the fourth embodiment and its vicinity
  • FIG. 44 is an enlarged cross-sectional view of the semiconductor light-emitting device 10 according to the fourth embodiment and its vicinity. is there.
  • the package 14 includes a base 14a made of iron, a heat sink 14b made of copper, and lead pins 16a and 16b. Then, the semiconductor light emitting element 12 is mounted on the heat sink 14b, and the metal can 15 to which the translucent member 18 is fixed is welded to the base 14a.
  • the semiconductor light emitting device 10 is arranged by forming a recess on the wavelength conversion element 2 side of the base 50.
  • the heat radiation path 410 is radiated from the semiconductor light emitting element 12 through the heat sink 14b and the base 14a to the base 50 from the lower surface of the base 14a.
  • the package 14 uses a base 14a and a heat sink 14b that are integrally formed of the same copper. Further, a welding base 14c made of iron is formed on the base 14a, and the metal can 15 to which the lens 20a is fixed is welded and fixed to the welding base 14c of the base 14a.
  • the base 14a is fixed to the base 50 by, for example, press-fitting into a recess, that is, an opening 50m formed on the base 50 from the side where the mounting substrate 160 is disposed. At this time, the heat radiation path 412 from the base 14a to the base 50 has a long distance from the side surface of the base 14a to the base 50 side.
  • the material of the base 14a is 5 than the iron having a thermal conductivity of 70 W / mK. Since oxygen-free copper (390 W / mK) having a thermal conductivity of twice or more is used, the temperature rise of the semiconductor light emitting element 12 can be made equal to or less than that of the fourth embodiment. Furthermore, since a part of the base 50 does not enter between the semiconductor light emitting device 10 and the mounting substrate 160, the thickness H2 from the semiconductor light emitting device to the joint portion between the lead pins 16a and 16b on the mounting substrate 160 is reduced. be able to. Thus, the width direction and the thickness direction of the light source device 400 can be reduced by combining the mounting substrate 160 with three or more layers and the fixing method of the semiconductor light emitting device of this modification.
  • the thickness can be further reduced. That is, the distance H1 between the semiconductor light emitting element 12 and the lens 20b can be shortened. Further, by shortening the distance H1, the effective diameter of the lens 20b can be reduced, and the beam diameter of the outgoing light 54 toward the reflective optical element 20b can be reduced. As a result, the size of the reflective optical element 20 can be reduced, and the size of the light source device 10 can be further reduced. Further, as shown in Modification 2 of FIG. 43, a surface opposite to the direction in which the semiconductor light emitting device 10 is disposed is used as the reflecting surface of the reflecting optical element 20b. With this configuration, since the distance H3 from the lens 20a to the farthest position of the reflective optical element 20b can be shortened, the light source device can be further downsized.
  • FIG. 45 is an enlarged view of the vicinity of the wavelength conversion element 2 and the second light receiving element 44 of the light source device 400 according to the third modification of the fourth embodiment.
  • the present modification only the second light receiving element 44 and the second optical filter 24 among the first light receiving element 42, the second light receiving element 44, the first optical filter 22, and the second optical filter 24 are described for description. To do.
  • the light transmitting member 60 is different from the wavelength converting member 4 in that it has an inclination. With this configuration, it is possible to adjust the optical axis of light incident on the second light receiving element 44 by reflecting the translucent member 60 more freely.
  • the light reflected from the surfaces 60 a and 60 b which are the surfaces on both sides of the translucent member 60 can be incident on the second light receiving element 44 more freely.
  • the incident directions of the first reflected light 76 and the second reflected light 86 incident on the second optical filter 24 are more perpendicular to the surface of the second optical filter 24.
  • Incident light can be incident from near directions. For this reason, the optical path of the 2nd emitted light 88 which passes the 2nd optical filter 24 and is guide
  • the base cover 170 further covers the periphery of the wavelength conversion element 2. That is, the base cover 170 has an opening 170a, and only the wavelength conversion member 4 is exposed from the opening. With this configuration, it is possible to scatter the light at the base cover 170 even when light is irradiated to the vicinity of the light emitting portion 4 a of the wavelength conversion element 2. Therefore, it is possible to detect the operation state of the light source device by detecting a change in the amount of light of the first reflected light 76 and the second reflected light 86 incident on the first light receiving element 42 or the second light receiving element 44.
  • the base cover 170 may be in contact with the surface of the wavelength conversion element 2 in the vicinity of the opening 170a.
  • the base cover 170 is fixed to the base 50 with screws 322. Even when the bonding function of the bonding portion between the wavelength conversion element 2 and the base 50 is lowered by this configuration, the wavelength conversion element 2 can be firmly fixed to the base 50 by the base cover 170. Therefore, it is possible to suppress the wavelength conversion element 2 itself from being detached from the base 50 and the operation state of the light source device being changed instantaneously. Therefore, while the degree of the abnormal operating state of the light source device is small, it can be determined that the operating state detection circuit is abnormal and fed back to the microcontroller or the like.
  • the opening 152a of the holding member 152 has a stepped portion on the base 50 side.
  • the translucent member 60 is fixed to the opening 152a with an adhesive 360. Even if the adhesive 360 that fixes the translucent member 60 is deteriorated by this configuration and the translucent member 60 is detached, the translucent member 60 moves to the base 50 side. Therefore, it is possible to suppress the momentary disappearance from the optical path of the emitted light 92. Therefore, while the degree of the abnormal operating state of the light source device is small, it can be determined that the operating state detection circuit is abnormal and fed back to the microcontroller or the like.
  • the translucent member 60 may be configured to be sandwiched between the holding member 152 and the base cover 170. With this configuration, the translucent member 60 that guides the outgoing light 92 to the light receiving element can be firmly fixed.
  • FIG. 46A is an enlarged view of the vicinity of the wavelength conversion element 2 and the first light receiving element 42 of the light source device 400 according to the fourth modification of the fourth embodiment.
  • the present modification only the first light receiving element 42 and the first optical filter 22 among the first light receiving element 42, the second light receiving element 44, the first optical filter 22, and the second optical filter 24 are described for explanation. To do.
  • the holding member 152 of the cover unit 150 is configured to cover the outer surface 60b side of the translucent member 60 more than in the third modification. And it designs so that the light which goes to the 1st light receiving element 42 among the lights radiate
  • FIG. With the configuration of this modification, the amount of light incident on the first light receiving element 42 by reflecting the light transmissive member 60 can be adjusted more freely. Also, with this configuration, since the region of the surface 60b in the optical path of the light emitted from the wavelength conversion element 2 and directed to the first light receiving element 42 is covered, disturbance light from the outside of the light source device is transmitted by the translucent member 60. It is possible to prevent the state detection circuit from outputting a signal that determines that the light is incident on the first light receiving element 42 and is abnormal even though the light source device is in a normal state.
  • the base 50 is formed with a recess 50e on the surface where the wavelength conversion element 2 is disposed.
  • the base 50 is formed with a light guide opening 50c as in the fourth embodiment, etc., but a recess larger than the through hole is formed on the wavelength conversion element 2 side, and the second optical filter is formed in the recess. 24 is arranged.
  • the wavelength conversion element 2 is fixed in the recess 50e.
  • the wavelength conversion element 2 is fixed to the recess 50e with an adhesive, solder, or the like.
  • the base cover 170 covers part or all of the surface of the wavelength conversion member 4.
  • the light source device 400 can be configured more robustly using the base cover 170.
  • the base cover 170 may be a black anodized surface of an aluminum alloy plate or a black plate formed on a stainless steel plate surface. With this configuration, the attenuation of the first outgoing light 74 can be further promoted.
  • FIG. 47 is a diagram illustrating the configuration of a light source device 400 according to Modification 6 of Embodiment 4.
  • the circuit layout of the mounting board 160 of the light source device 400 is different.
  • the microcontroller 32 mounted on the mounting substrate 160 has a substantially square or substantially rectangular outer shape, and is arranged such that the long side direction of the mounting substrate 160 and all sides of the microcontroller 32 are non-parallel.
  • the light source device 400 can be reduced in size. Specifically, as shown in FIG. 47, four filter circuits NF can be arranged on the four sides of the microcontroller 32 without changing the length of the mounting substrate 160 in the minor axis direction. Therefore, the function of the mounting substrate 160 can be improved, and the light source device 400 can be downsized.
  • Embodiment 5 The configuration of light source device 500 according to Embodiment 5 and translucent device 900 using light source device 500 will be described with reference to FIGS. 48 to 50A. Since the light source device 500 of the present embodiment has almost the same structure as that of the fourth embodiment, only different portions will be described.
  • FIG. 48 is a schematic sectional view of a light projecting device 900 using the light source device 500 according to the fifth embodiment.
  • the first surface 50t of the base 50 is fixed to an external device such as the external heat radiator 930 as in the fourth embodiment.
  • the outgoing light 52 emitted from the semiconductor light emitting device 10 fixed to the base 50 becomes propagating light 54 by the lens 20 a and the reflective optical element 20 b and enters the wavelength conversion element 2.
  • the wavelength conversion element 2 is inclined with respect to the first surface 50t in the direction opposite to the incident side of the propagation light 54.
  • positioned above the wavelength conversion element 2 is arrange
  • the outgoing light 92 emitted from the wavelength conversion element 2 to the main shaft 91 that is the normal direction passes through the light transmitting member 60 in an oblique direction. Accordingly, a part of the outgoing light 92 that is reflected by the translucent member 60 and travels in the normal direction is reflected obliquely and shifted in a direction opposite to the incident side of the propagation light 54 from the position of the wavelength conversion element 2.
  • the base 50 at the specified position is irradiated. Therefore, by arranging the first light receiving element 42 in this portion, a part of the emitted light 92 traveling in the normal direction can be guided to the first light receiving element 42. Therefore, since the light in the emission angle region having the high light intensity out of the light emitted from the wavelength conversion element 2 can be set as the detection range, the operation state relating to the light emission of the light source device can be detected more accurately.
  • FIG. 49 is a circuit block diagram of an electric circuit mounted on the mounting board 160 mounted on the light source device 500 according to the fifth embodiment.
  • the state detection circuit 1 includes a resistor R42,41 connected to the parallel series semiconductor light emitting device 10, the signal S V1 is an operation state signal related to the voltage applied to the semiconductor light-emitting device 10 Input to the microcontroller 32.
  • the state detection circuit 1 includes a first light receiving element 42, a second light receiving element 44, and a temperature detecting element TH01. In the first light receiving element 42, the emitted light 52 of the semiconductor light emitting device 10 is scattered by the wavelength conversion element 2. And receiving a part of the first emitted light generated.
  • the light receiving element 44 receives the second emitted light generated when the emitted light 52 of the semiconductor light emitting device 10 is wavelength-converted by the wavelength conversion element 2.
  • the operation status signal output from the first light receiving element 42 is input to the signal S PD1 becomes microcontroller 32 adjusted the output by the gain switching circuit comprising an amplifier AMP02 and a resistor R21.
  • the signal output from the second light receiving element 44 becomes the signal SPD2 whose output is adjusted by the gain switching circuit including the amplifier AMP04 and the resistor R23, and is input to the microcontroller 32.
  • the power supply voltage VIN to the microcontroller 32 is input from the terminal T4 of the external connection member 166. At this time, the power supply voltage VIN from the terminal T4 is input to the microcontroller 32 through a filter circuit including a ferrite bead FB01, a Zener diode ZD02, and the like.
  • the microcontroller 32 having a nonvolatile memory is mounted on the mounting substrate 160.
  • an appropriate abnormality determination reference value as an initial value of the light source device for each light source device as a state determination reference for the light source device.
  • the semiconductor light emitting device 10 is turned on under predetermined measurement conditions, and the reference values S 2MIN , S 2MAX , S 1MIN , S 1MAX are obtained from the measurement results in the initial state at that time. Can be calculated and stored in a non-volatile memory.
  • an appropriate reference value can be stored for each individual light source device, and the state of the light source device can be determined more accurately for each individual.
  • the microcontroller 32 mounted on the mounting board 160 has a transceiver function.
  • the communication function terminal of the microcontroller 32 is connected to the terminal T3 of the external connection member 166.
  • a filter circuit including capacitors C02, C03, and the like is disposed between the communication function terminal and the terminal T3.
  • the non-volatile memory is operated under predetermined measurement conditions in which a predetermined current value, a predetermined temperature, and the like are determined when the light source device is in an initial operation state, and the amount of the first emitted light at that time You may memorize
  • information on the amount of current to be applied may be transmitted to the external control circuit by a communication means, and a predetermined amount of current may be applied from the external drive circuit to the semiconductor light emitting device.
  • the light source device can emit a constant amount of emitted light regardless of temperature changes and deterioration over time.
  • the light source device when used for an automobile headlamp or the like, safety is improved because the front is illuminated with a constant illuminance. Further, since the initial light amount can be stored for each light source device, a signal reference value based on a certain ratio can be set for each light source device. Therefore, even if an individual difference occurs in the optical characteristics of the light source device, an abnormal operation state can be accurately detected regardless of the individual difference.
  • the semiconductor light emitting device has a characteristic that the light output decreases as the operation time increases. Therefore, the coefficient of change over time, which is the operation time dependency of the light output of the semiconductor light emitting device, is recorded in the nonvolatile memory of the light source device. At this time, the light amount information of the light source device in the initial operation is also recorded in the nonvolatile memory. Then, the microcontroller 32 measures the accumulated operation time of the semiconductor light emitting device 10 and stores it in the nonvolatile memory. Then, an optimum drive current value is calculated by the microcontroller using the initial light quantity value, the change coefficient with time, and the cumulative operation time.
  • the optimum drive current value may be transmitted to the external drive circuit using the communication means, and a predetermined current value may be applied from the external drive circuit to the light source device.
  • the nonvolatile memory of the microcontroller 32 may store an initial temperature value that is temperature information of the temperature detection element in the initial state. That is, for example, if there is a difference between the temperature operation state signal output by the temperature detection element of the state detection circuit 1 of the light source device and the temperature of the reference light source device, the difference can be stored in advance. More specifically, for example, the light source device is incorporated in the light projecting device, the light projecting device is operated at a predetermined current value under a constant atmospheric temperature, and the value of the temperature detecting element at that time is stored in the nonvolatile memory.
  • the ambient temperature is estimated with respect to the temperature measured and output by the temperature detection element of the state detection circuit 1.
  • the drive current of the light source device to be applied is calculated with respect to the ambient temperature.
  • the nonvolatile memory of the microcontroller 32 may store a drive current value with respect to the temperature of the light source device. Then, the current value applied to the semiconductor light emitting device may be determined using the drive current value with respect to the stored temperature. For example, as shown in FIG. 37D, the drive current may be decreased at a temperature equal to or lower than the temperature T OPL , and the drive current may be decreased even at a temperature equal to or higher than the temperature T OPH . By operating in this way, it is possible to suppress deterioration of the semiconductor light emitting device in COD at low temperatures. Further, when the temperature is high, it is possible to suppress deterioration due to a temperature rise of the active layer of the semiconductor light emitting element of the semiconductor light emitting device.
  • a method for detecting and determining the operation state of the light source device according to the temperature and the accumulated operation time is, for example, operated based on the flowchart shown in FIG. 50A. Can do.
  • a predetermined voltage is applied to the first light receiving element 42 and the second light receiving element 44 of the state detection circuit 1 in the initial stage.
  • a predetermined power is applied to the semiconductor light emitting element 12 and the signals S PD1 and S PD2 which are output voltages from the first light receiving element 42 and the second light receiving element 44 are output by the microcontroller 32 in the following order.
  • a predetermined power is applied to the semiconductor light emitting device 12 to emit emitted light that is laser light.
  • the temperature T APP of the light source device 500 is measured.
  • the initial values of the reference values S 1MAX , S 1MIN , S 2MAX , S 2MIN are called from the nonvolatile memory and stored in the microcontroller.
  • the accumulated operation time of the light source device 500 is retrieved from the nonvolatile memory and stored in the microcontroller.
  • the reference values S 1MAX , S 1MIN , S 2MAX , S 2MIN are corrected according to the temperature T APP and the accumulated operation time.
  • the sequence (vii), (viii), (ix) is the same as the sequence (iii), (iv), (v), (iv) of FIG. 23 of the third embodiment. , (X).
  • the operation state inside the light source device 300 can be easily and accurately detected by determining the signals S PD1 and S PD2 based on the above flow inside the microcontroller 32.
  • filter circuits NF1 and NF2 are provided between the output terminals of the light receiving elements 22 and 24 and the input terminal of the microcontroller 32 as shown in the circuit block diagram of FIG.
  • the filter circuits NF1 and NF2 are, for example, two or more stages or second or more filter circuits configured by combining two or more types of resistors and two or more types of capacitors.
  • a plurality of filter circuits more specifically, a plurality of low-pass filters are combined to remove a high-frequency component of the operation state signal from the light receiving element.
  • the signal from the light receiving element can be smoothed by the filter circuit even when the semiconductor light emitting device 10 of the light source device 500 is driven to emit light by pulse width modulation (PWM) driving, for example. Therefore, it is not necessary to synchronize the operation state signal output from the light receiving element and the calculation of the microcontroller 32, and the signal amount of the operation state signal of the light receiving element can be accurately detected with a simple configuration.
  • PWM pulse width modulation
  • the signal from the light receiving element input to the microcontroller 32 of the light source device 500 is averaged by signal processing (software) in the microcontroller 32.
  • a filter circuit is inserted on the wiring connecting the terminal T4 of the external connection member 166 and the microcontroller 32.
  • a common mode choke coil (CMC) is disposed between the external connection member 166 and the input terminal of the microcontroller 32.
  • the light source device 500 of the present embodiment has a gain switching circuit on the electrical wiring between the light receiving element and the microcontroller as shown in FIG. With this configuration, it is possible to adjust the signal intensity of the signal S PD1 or S PD2 that is an operation state signal even under a driving condition different from the normal driving condition of the light source device. That is, for example, even when the light source device 500 is driven with a sufficiently small amount of current that is different from normal driving conditions, the light source device 500 receives light emitted from the wavelength conversion member and receives light. The signal output from the element can be detected accurately. For this reason, the operating state of the wavelength conversion member can be accurately detected.
  • the nonvolatile memory is incorporated in the microcontroller 32, but this is not the case.
  • a nonvolatile memory may be mounted on the mounting substrate 160, data may be exchanged with the microcontroller 32, and the determination may be performed by the microcontroller 32.
  • FIG. 50B is a schematic sectional view of a light projecting device 900 using the light source device 500 according to the first modification of the fifth embodiment.
  • the first surface 50t of the base 50 is fixed to an external device such as the external heat radiator 930 as in the fifth embodiment.
  • the semiconductor light emitting device 10 fixed to the base 50 is connected to the mounting substrate 160 on which the external connection means 166 is mounted. Then, the outgoing light 52 emitted from the semiconductor light emitting device 10 fixed to the base 50 becomes propagating light 54 by the lens 20 a and the reflective optical element 20 b and enters the wavelength conversion element 2.
  • the semiconductor light emitting device 10 is configured to be disposed between the external connection means 166 and the wavelength conversion element 2.
  • the first light receiving element 42 is mounted on the mounting substrate 160 on the side opposite to the external connection means 166 when viewed from the semiconductor light emitting device 10.
  • the wavelength conversion element 2 is fixed so as to be parallel to the first surface 50t as in the first embodiment.
  • Part of the emitted light 92 emitted from the wavelength conversion element 2 is reflected by the light transmitting member 60 and enters the first light receiving element 42 disposed at the end of the mounting substrate 160.
  • the first light receiving element 42 can be disposed at the end of the mounting substrate 160, the first light receiving element 42 can be more freely disposed on the mounting substrate 160.
  • the light source device 500 is characterized by detecting an abnormal operation state of the light source device by a method different from that of the light source device of the fifth embodiment.
  • the light source device of this modification is incorporated in a light projecting device and used, disturbance light such as stray light is incident on the light source device, and the light receiving element outputs an abnormal operation state signal.
  • the operation state signal from the light receiving element is due to the influence of disturbance light is determined while the light source device emits light, and when the influence of the disturbance light is eliminated, the operation returns to the normal operation.
  • the state detection circuit 1 of the light source device detects an abnormality
  • the current application method to the semiconductor light emitting device 10 is changed from continuous operation drive to pulse drive operation, and the state detection circuit 1 during pulse drive is changed. Is detected to detect the operating state of the light source device. Since the present modification is almost the same as the configuration of the light source device in the fifth embodiment, different parts will be mainly described.
  • FIG. 51 is a flowchart for explaining the operation of the light source device 500 according to this modification.
  • FIG. 52 is a schematic timing chart of each signal for explaining the operation of the light source device 500 according to the present modification.
  • the operation of the light source device 500 and its state detection circuit will be described with reference to FIGS. 51 and 52.
  • a predetermined current is applied to the semiconductor light emitting device which is a semiconductor laser, and the light source device is turned on in the continuous drive mode.
  • a pulse driving current is applied to the semiconductor light emitting device, and the light source device is operated in the pulse driving mode.
  • the light receiving element signal is also output as a pulse signal.
  • This signal is input to the microcontroller, the difference in signal amount between the peak (Hi) and the bottom (Lo: pulse off) of the pulse signal is calculated, and the intensity of the emitted light emitted from the light source device is detected. .
  • the intensity is normal (Yes)
  • the process proceeds to sequence (v).
  • the intensity is abnormal (No)
  • the semiconductor light emitting device is stopped.
  • the light source device By using a light source device that performs the above operation, even when ambient light such as stray light is incident on the light source device, the light source device is immediately turned off, and it is suppressed from suddenly darkening in front of the automobile. can do.
  • the signal S PD2 is an operation state signal from the light receiving element of the state detection circuit 1 of the light source device 500 is abnormal if it is determined that set in the sequence of FIG. 51 (ii) when it exceeds the reference value Lev3 .
  • the microcontroller of the light source device in t 12 from the time t 11 the operating state of the light source device is determined to be abnormal, the drive current of the light source device is switched to the pulse drive mode.
  • the signal S PD2 and pulse current between t 22 from t 21 to the first pulse current is applied to calculating the difference between the signals S PD2 between t 31 from t 22 to be off, the light source device emits light Calculate the amount of light.
  • the determination criterion of the sequence (iv) in FIG. 51 is OK (YES) when the light amount is not less than the reference value Lev2 and not more than the reference value Lev3.
  • the state detection circuit and the microcontroller of the light source device operate in the sequence (iv) ⁇ (v) ⁇ (iv). Then, as shown in a black circle in FIG. 52, if there is no abnormality in the light amount of the emitted light, from the time t 31 to time t 71, operates repeated sequence of FIG. 51 and (iv) a (v).
  • the ambient light gradually decreases, when the signal at the time 81 from the time t 71 is equal to or less than the reference value Lev1, determines that the influence of ambient light is sufficiently reduced, from the sequence (v) to (ii) Control is performed to switch the drive of the light source device to the continuous drive mode of the normal operation state.
  • FIG. 53 is a schematic cross-sectional view for explaining the light source device 600 according to the sixth embodiment.
  • FIG. 54 is a schematic cross-sectional view for explaining the configuration in the vicinity of the wavelength conversion element 2, the first light receiving element 42, and the second light receiving element 44 of the light source device 600 according to the sixth embodiment.
  • a semiconductor light emitting device unit 600a on which the semiconductor light emitting device 10 is mounted and a wavelength conversion element unit 600b on which the wavelength conversion device 2 is mounted are coupled by an optical fiber 20c. This is different from the other embodiments.
  • the semiconductor light-emitting device 10 on which the semiconductor light-emitting element 12 is mounted is fixed by press-fitting, for example, in one opening of a base 455 having a through hole.
  • a lens 20a that is a condenser lens is fixed in the other opening of the base 455.
  • the outgoing light 52 emitted from the semiconductor light emitting device unit 600a is collected by the lens 20a and is incident on the optical fiber 20c.
  • the wavelength conversion element 2 is mounted on a base 450 made of, for example, an aluminum alloy.
  • a holding unit 152 and a cover unit 150 configured by the translucent member 60 are attached to the base 450 so as to cover the wavelength conversion element 2.
  • a mounting substrate 160 is disposed on the surface of the base 450 opposite to the surface on which the wavelength conversion element 2 is fixed.
  • the light receiving element 44, the external connection member 166, and the microcontroller 32 are mounted on the mounting substrate 160. Furthermore, in the vicinity of the wavelength conversion element 2 of the base 450, a light guide opening 50c reaching the surface on which the mounting substrate 160 is disposed is provided, and the second optical filter 24 and the light receiving element 44 are disposed.
  • a holder 266 that holds the lens 20d that is coupled to the emission side of the optical fiber 20c and a holder 268 that holds the lens 20e that is coupled to the lens 20d are attached to the opening 50d of the base 50.
  • the light propagated through the optical fiber 20c passes through the lenses 20d and 20e and enters the wavelength conversion member 4 of the wavelength conversion element 2 as the propagation light 54.
  • the propagation light 54 is radiated by the wavelength conversion member 4, partly as first emission light 72 and partly as second emission light 82.
  • a part of the first emitted light 72 and the second emitted light 82 is reflected by the surfaces 60 a and 60 b of the translucent member 60 to become the first reflected light 76 and the second reflected light 86, and enters the second optical filter 24.
  • the second outgoing light 88 which is the light having a part of the wavelength cut by the second optical filter 24, enters the light receiving element 44.
  • the light incident on the light receiving element 44 is converted into a predetermined operation state signal by the light receiving element 44, and is calculated after being input to the microcontroller 32.
  • the result is transmitted to the external connection member 166 and the external wiring 180, and used to control a drive circuit of a semiconductor light emitting device (not shown).
  • a base cover 470 made of a plate-like metal is disposed above the wavelength conversion element 2 and the light guide opening 50c of the wavelength conversion element unit 600b, and is fixed with screws 424.
  • the light receiving element 44 receives the light emitted from the wavelength conversion element 2 and operates in the same manner as in the other embodiments.
  • the state signal can be determined by the microcontroller 32 and the semiconductor light emitting device 10 can be controlled.
  • the semiconductor light emitting device 10 can be stopped at high speed, and the configuration of the light source device 600 can be configured more freely.
  • the semiconductor light emitting device has been described using a semiconductor light emitting device mounted on a TO-CAN type package having a lead pin for an anode terminal and a lead pin for a cathode terminal. Not as long.
  • the semiconductor light emitting device is not particularly limited as long as the semiconductor light emitting element is mounted on a package having an anode terminal and a cathode terminal.
  • only one semiconductor light emitting device and a mounting substrate are mounted.
  • the present invention is not limited to this.
  • a plurality of semiconductor light emitting devices may be connected in series and connected to the anode wiring and the cathode wiring.
  • a plurality of semiconductor light emitting devices may be connected in parallel to be connected to the anode wiring and the cathode wiring.
  • the configuration of light source device 700 according to Embodiment 7 will be described with reference to FIGS. 55A and 55B.
  • the light source device 700 of the present embodiment is a schematic diagram illustrating an example of a light source device using a plurality of semiconductor light emitting devices. Specifically, two semiconductor light emitting devices 10 are mounted on the light source device 700.
  • FIG. 55A shows a schematic cross-sectional view of the light source device 700.
  • FIG. 55B is an exploded perspective view of a part of the components of the light source device 700, and is also a diagram for explaining a manufacturing method.
  • two semiconductor light emitting devices 10 are fixed to the base 50 with respect to the light source device 200 of FIG. 18 shown in the second embodiment, and the two semiconductor light emitting devices 10 are the same.
  • the main difference is that it is connected to the mounting substrate 160 and arranged to face the wavelength conversion element 2.
  • the emitted light 52 emitted from the two semiconductor light emitting devices 10 in the same direction, that is, above the paper surface, is reflected by the reflective optical element 20b arranged with respect to each semiconductor light emitting device 10, and the direction of the wavelength conversion element 2
  • the propagation light 54 propagates while condensing the light.
  • the two propagating lights 54 are irradiated in the state where a part or all of them overlap in the vicinity of the light emitting part 4a on the wavelength conversion member 4 of the wavelength conversion element 2.
  • the light emitting section 4a emits outgoing light 92 having an intensity corresponding to the light intensity of the combined light of the two propagation lights 54.
  • a plurality of semiconductor light emitting devices 10 can be used to irradiate the wavelength conversion member 4 with excitation light having higher light intensity and light density. For this reason, the emitted light 92 having a large luminance and / or luminous flux can be emitted from the light source device 700.
  • the plurality of semiconductor light emitting devices 10 are connected to one mounting substrate 160 on which the external connection member 166 is mounted. For this reason, electric power can be easily supplied to the plurality of semiconductor light emitting devices from the outside.
  • the plurality of semiconductor light emitting devices 10 may be connected in series to apply the same amount of current using the two terminals of the external connection member 166.
  • the two semiconductor light emitting devices 10 are applied with different current amounts using the four terminals of the external connection member 166 to adjust the light intensity of the propagating light 54 irradiated to the wavelength conversion element 2, and the outgoing light 92. The amount of light can be set freely.
  • the mounting substrate 160 is preferably formed with the state detection circuit 1 including the first light receiving element 42, the second light receiving element 44, the temperature detecting element TH01, and the like.
  • the wiring of the plurality of semiconductor light emitting devices and the wiring of the state detection circuit 1 can be realized by using one mounting substrate, and thus the light source device 700 can be easily configured.
  • the semiconductor light emitting device 10 in which the lens 20a is fixed to the metal can 15 is fixed to the bottom surface of a recess having an opening on the reflective optical element 20b side.
  • the first optical filter 22, the second optical filter 24, and the wavelength conversion element 2 are configured to be fixed to the bottom surface of a recess having an opening on the reflective optical element 20b side.
  • the reflective optical element 20b is fixed to the holder 262, and the holder 262 is fixed to the base 50 with screws 120.
  • the first optical filter 22, the second optical filter 24, the wavelength conversion element 2, the two semiconductor light emitting devices 10, and the two reflection optical elements 20 b are arranged from the same direction of the base 50. Therefore, the light source device 700 can be easily manufactured. Further, since all the state detection circuits 1 and the external connection members 166 are mounted on the same mounting board 160 and the mounting board 160 is connected to the plurality of semiconductor light emitting devices 10, the plurality of semiconductor light emitting devices 10 are used. However, the light source device 700 can be easily manufactured.
  • the first optical filter 22, the second optical filter 24, the first light receiving element 42, and the second light receiving element 44 face each other in a direction orthogonal to the traveling direction of the propagation light 54 of the wavelength conversion element 2.
  • the two semiconductor light emitting devices 10 and the two reflective optical elements 20b are not disposed in the region in the vicinity of the wavelength conversion element 2, and thus a small light source device 700 can be easily configured.
  • FIGS. 56A and 56B The configuration of light source device 800 according to Embodiment 8 will be described with reference to FIGS. 56A and 56B.
  • the light source device 800 according to the present embodiment is mainly different from the light source device 100 according to the first embodiment in that a movable mirror unit 810 is further provided.
  • FIG. 56A is a schematic cross-sectional view of the light source device 800
  • FIG. 56B is a perspective view extracted centering on main active elements and optical elements of the light source device 800. In the lower right of FIG. 56B, an enlarged view of the vicinity of the movable mirror unit 810 is shown.
  • the movable mirror unit 810 is connected to the mounting substrate 160 in the same manner as the semiconductor light emitting device 10 and the first light receiving element 42.
  • the movable mirror unit 810 as shown in FIG. 56B, the movable mirror 810a is supported on the support member 810c by a pair of torsion bars 810b.
  • the movable mirror 810a is slightly rotated about the torsion bar 810b by an electrostatic force, electromagnetic force, etc., and the mirror surface is inclined in the ⁇ direction.
  • the movable mirror unit 810 is provided with a permanent magnet, and the movable mirror 810a is formed with wiring for flowing current. Then, a Lorentz force is generated by passing a current through the wiring of the movable mirror 810a, and the movable mirror 810a rotates in the y-axis direction and tilts in the ⁇ direction.
  • the outgoing light 52 emitted from the semiconductor light emitting device 10 is reflected by the reflective optical element 20b to become the propagation light 54, reflects the movable mirror 810a of the movable mirror unit 810, further reflects the reflective mirror 820, and has a wavelength.
  • the light emitting unit 4a of the conversion element 2 is irradiated.
  • the inclination angle of the movable mirror 810a can be changed by changing the direction and amount of the current applied to the movable mirror 810a.
  • the light emitting unit 4a can change the position of the wavelength conversion member 4 as in the light emitting units 4a1, 4a2, 4a3 in the enlarged view in the lower right of FIG. 56B.
  • the emitted light 92 emitted from the light source device 800 can be arbitrarily emitted in different directions by the light projecting optical member 910.
  • a headlamp capable of realizing an adaptive front-lighting system (AFS) or the like can be easily configured.
  • AFS adaptive front-lighting system
  • a part of the emitted light 92 emitted from the wavelength conversion element 2 can be reflected by the translucent member 60 and guided to the first light receiving element 42.
  • the light emitting position of the emitted light emitted from the light source device can be easily changed, and the movable mirror unit 810 which is an active element for changing the light emitting position is provided.
  • the movable mirror unit 810 which is an active element for changing the light emitting position is provided.
  • the first light receiving element 42 and the semiconductor light emitting device 10 it can be connected to a single mounting substrate 160. Therefore, the light source device 800 can be easily configured, and the light source device 800 can be easily electrically connected to the outside and operated.
  • the present disclosure is particularly applicable to vehicle exterior lighting such as headlamps, front fog lights, side illumination lamps, vehicle width lights, tail lights, or display fields such as projection display devices, industrial lighting, and medical lighting. It can be widely used as various optical devices such as a light source device used in the illumination field and a light projecting device using the same.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)
  • Circuit Arrangement For Electric Light Sources In General (AREA)
  • Fastening Of Light Sources Or Lamp Holders (AREA)
  • Lighting Device Outwards From Vehicle And Optical Signal (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)

Abstract

光源装置(100)は、多層基板である実装基板(160)と、レーザ光を出射する半導体発光装置(10)と、半導体発光装置(10)から出射したレーザ光が励起光として照射されることで蛍光を放射する波長変換部材(4)と、状態検出回路(1)と、状態検出回路(1)からの出力を受けて半導体発光装置(10)に印加される電流量を調整する電界効果型のトランジスタ(30)と、外部接続部材(166)とを備え、半導体発光装置(10)、状態検出回路(1)、トランジスタ(30)、外部接続部材(166)は、単一の実装基板(160)に実装される。

Description

光源装置
 本開示は、光源装置に関する。
 半導体レーザなどの半導体発光素子で構成される半導体発光装置を用いた光源装置及び投光装置では、高光束の光を放射させるために、半導体発光装置の光が照射されることで波長変換部材から放射される光を効率良く利用することが必要となる。
 この種の投光装置として、特許文献1には、半導体レーザ素子と蛍光体とを用いた発光装置が開示されている。図57を用いて特許文献1に開示されている従来の発光装置1001について説明する。
 図57は、従来の発光装置1001の構成を説明するための図である。図57に示すように、従来の発光装置1001は、レーザ光を発振する半導体レーザ素子1002と、半導体レーザ素子1002から発振されたレーザ光の少なくとも一部をインコヒーレントな光に変換する蛍光体1004と、蛍光体1004から放射された光を反射する反射板1005と、コヒーレントなレーザ光が外部に出射することを抑制する安全装置(光検知器1011、制御部1009)とを備える。
 半導体レーザ素子1002から出射する青色光のレーザ光は、蛍光体1004で波長が500nmよりも大きい光に波長変換され、放射される。このとき、蛍光体1004が損傷したり欠落したりする蛍光体1004の異常劣化が生じる場合がある。この場合、レーザ光がそのまま外部に出射される状態である光変換異常が生じることもある。そこで、図57に示される従来の発光装置1001では、蛍光体1004に異常劣化が生じたことで生じる出力増加を光検知器1011が検知した場合に、半導体レーザ素子1002の出力を停止している。具体的には、制御部1009によって、受光素子1008の出力値が所定値以上と判定された場合に、制御部1009は駆動部1010に信号を送付し、半導体レーザ素子1002の駆動を停止させている。これにより、レーザ光が外部に出射することを抑制する。
 ここで、受光素子1011の光学フィルタ1007は、波長が変換された光(可視光)を遮光するとともに、レーザ光を透過するように構成されている。
特開2011-66069号公報
 このような半導体レーザ素子と蛍光体とを組み合わせた投光装置を車両用の前照灯などとして用いる場合、投光装置に点灯指示を出したときは瞬時に投光装置に異常がないことを判断し点灯させる必要がある。また、動作中に蛍光体が剥離など投光装置に異常が生じたときは投光装置の動作状態を正確に判断し、瞬時に投光装置を停止させ、代替の照明の準備する必要がある。
 しかしながら、従来の投光装置においては、投光装置から放射される光を受光素子で検知し、投光装置の周辺部に配置された判定部で判定し、半導体レーザ素子を制御する。このため、受光素子、判定部、半導体レーザ素子が投光装置の中で点在することにより、判定部の判定に誤差を生じやすく、投光装置の制御に遅延が生じやすい。
 本開示は、このような課題を解決するためになされたものであり、受光素子によって波長変換部材の異常劣化を正確に検知することができるとともに、コンパクトな構成で、光源装置の発光素子を瞬時に停止させることができる光源装置を提供することを目的とする。
 上記課題を解決するために、本開示に係る光源装置の一態様は、車両の外装照明に使用される光源装置であって、単一の実装基板と、レーザ光を出射する半導体発光装置と、前記半導体発光装置に接続され、前記光源装置外部から前記半導体発光装置の駆動電流が供給される外部接続部材と、前記半導体発光装置の動作を制御するトランジスタと、前記光源装置の動作状態を検出し、動作状態信号を出力する動作状態検出回路と、を有し、前記実装基板に前記半導体発光装置、前記外部接続部材、前記トランジスタ及び前記動作状態検出回路が実装されている。
 この構成により、光源装置に異常が発生した場合に、即時に半導体発光装置の動作状態を変化させ、光源装置をより安全な動作状態に変化させることができる。具体的には、光源装置から高密度の光が出射されるなどの異常な動作状態が発生した時に高速で光源装置を消灯することができる。
 また、前記トランジスタは前記半導体発光装置と直列に接続されていてもよい。
 この構成により、動作状態検出回路からの信号を用いて、半導体発光装置に直列で接続するトランジスタを制御することができるため、光源装置の状態に応じて半導体発光装置に印加される電力を高速で制御することができる。また、光源装置に、光源装置の状態を検出する機能と、検出結果を用いて光源装置の発光状態を制御する機能とを容易に装備させることができる。
 また、前記動作状態信号と予め定められた基準値とを比較して比較結果を出力する比較器を有し、前記トランジスタは前記比較結果に基づいて制御されてもよい。
 この構成により、受光素子からの出力を直接トランジスタに入力させることができるため、光源装置に異常が発生した場合に、高速に光源装置から異常な光が放射するのを停止させることができる。また、光源装置の状態を、より正確に判定し、トランジスタのオン・オフをすることができる。
 また、前記半導体発光装置はアノード端子とカソード端子を有し、前記動作状態検出回路は前記アノード端子の電圧を検出し、検出された電圧情報に基づいて前記動作状態信号を出力してもよい。
 この構成により、電圧情報をモニタすることで、半導体発光素子の内部抵抗を検知し、一定以下の電圧になった場合には、トランジスタを用いて半導体発光装置を停止することができる。つまり、半導体発光素子の内部抵抗の温度依存性を利用した出射光の光量の増大を抑制することができる。
 また、前記動作状態検出回路は、前記半導体発光装置に流れる電流を検出し、検出された電流情報に基づいて前記動作状態信号を出力してもよい。
 この構成により、半導体発光装置に流れる電流を検出することで得られた電流情報に基づいて、半導体発光装置の破壊リスクを検知し、トランジスタを制御することができる。
 また、前記トランジスタはオン時に第1の端子から第2の端子に主電流を流し、前記動作状態検出回路は前記第1の端子と前記第2の端子の端子間電圧を検出してもよい。
 この構成により、半導体発光装置に印加されている電流を検知し、異常な動作状態と判断した場合に高速に半導体発光装置を停止することができる。さらに、光源装置の実装基板上で、光源装置の動作状態を検知し、トランジスタを動作させることができるため、より高速に動作させることができる。
 また、前記レーザ光が励起光として照射されて波長変換された蛍光を放射する波長変換部材を有し、前記動作状態検出回路は、1以上の受光素子を含み、前記1以上の受光素子は、前記レーザ光が前記波長変換部材で散乱された散乱光、または前記蛍光を受光し、前記動作状態検出回路は前記1以上の受光素子で検出された光情報に基づいて前記動作状態信号を出力してもよい。
 この構成により、光源装置の動作状態を正確に動作状態検出回路で検出できる。
 また、前記動作状態検出回路は温度検出素子を含み、前記温度検出素子で検出された温度情報に基づいて前記動作状態信号を出力してもよい。
 この構成により、温度検出素子の出力部にインバータを接続した動作状態検出回路とすることで、容易に上記構成と同じ機能を有する光源装置を構成することができる。
 また、前記半導体発光装置は、アノード端子とカソード端子とを有し、前記アノード端子に他の電子部品を介さずに接続された第1のテストパッドと、前記カソード端子に他の電子部品を介さずに接続された第2のテストパッドとを有してもよい。
 この構成により、トランジスタの動作、非動作に関わらず、半導体発光素子を発光させることができるため、光源装置を容易に製造することができる。
 また、前記トランジスタは前記半導体発光装置と並列に接続されていてもよい。
 この構成により、光源装置に異常が発生した場合に、高速に光源装置の発光を停止させることができる。さらに、光源装置が正常に動作している場合には、半導体発光装置に電流が流れ、トランジスタには電流が流れない。したがって、トランジスタを直列に接続する場合と比較し、正常状態におけるトランジスタの消費電力を低減できるため、光源装置の消費電力を低減できる。
 また、マイクロコントローラが前記実装基板に実装され、前記マイクロコントローラは前記動作状態信号に基づいて前記半導体発光装置の動作を制御してもよい。
 この構成により、例えば、光源装置の温度変化、経年変化による半導体発光装置の出力低下に伴う閾値生成部の最適な電圧の基準値を設定することができる。この結果、光源装置の状態に応じて、より正確に異常判定を行い、半導体発光装置のオン・オフを実施することができる。
 また、本開示に係る光源装置の一態様は、車両の外装照明に使用される光源装置であって、単一の実装基板と、レーザ光を出射する半導体発光装置と、前記半導体発光装置に接続され、前記光源装置外部から前記半導体発光装置の駆動電流が供給される外部接続部材と、前記動作状態信号に基づいて前記半導体発光装置の動作を制御するマイクロコントローラと、前記光源装置の動作状態を検出し、動作状態信号を出力する動作状態検出回路と、を有し、前記実装基板に前記半導体発光装置、前記外部接続部材、前記マイクロコントローラ及び前記動作状態検出回路が実装されていてもよい。
 この構成により、光源装置の発光機能に関する部品の異常を検出し、その検出した信号を演算することができる。また、上記信号を用いて駆動回路等により光源装置を高速に減光もしくは消灯することができる。また、制御アルゴリズムを自由に設定できる。
 また、前記半導体発光装置は、アノード端子とカソード端子とを有し、前記動作状態検出回路は前記アノード端子の電圧を検出し、検出された電圧情報に基づいて前記動作状態信号を出力してもよい。
 この構成により、光源装置の状態を光源装置自体で高速に、かつ正確に判定することができる。
 また、前記動作状態検出回路は、前記半導体発光装置に流れる電流を検出し、検出された電流情報に基いて前記動作状態信号を出力してもよい。
 この構成により、電流情報がマイクロコントローラに入力され、光源装置の状態を判定することができる。
 また、前記半導体発光装置の動作を制御するトランジスタを有し、前記トランジスタはオン時に第1の端子から第2の端子に主電流を流し、前記動作状態検出回路は前記第1の端子と前記第2の端子の端子間電圧を検出してもよい。
 この構成により、光源装置にセンス抵抗を搭載するのを省略することができる。
 また、前記レーザ光が励起光として照射されて波長変換された蛍光を放射する波長変換部材を有し、前記動作状態検出回路は、1以上の受光素子を含み、前記1以上の受光素子は、前記レーザ光が前記波長変換部材で散乱された散乱光、または前記蛍光を受光し、前記動作状態検出回路は前記1以上の受光素子で検出された光情報に基づいて前記動作状態信号を出力してもよい。
 この構成により、光的な異常を動作状態検出回路で検知し、その結果をマイクロコントローラで判断することができる。そして、マイクロコントローラで判定した結果を用いてトランジスタを制御することができる。
 また、前記動作状態検出回路は温度検出素子を含み、前記温度検出素子で検出された温度情報に基づいて前記動作状態信号を出力してもよい。
 この構成により、光源装置の温度情報を動作状態検出回路で検知し、半導体発光装置に印加する電力を制御することができる。したがって、光源装置の温度変化を検出し、半導体発光装置の駆動電流の制御を行うことができる。
 また、前記半導体発光装置の動作を制御するトランジスタを有し、前記光源装置外部の制御とは独立して、前記マイクロコントローラは前記動作状態信号に基づき前記トランジスタを制御してもよい。
 この構成により、マイクロコントローラは、光源装置外部の外部駆動回路を用いて、トランジスタとは別に、光源装置の半導体発光装置に供給する電力を自由に変更することができる。
 また、前記マイクロコントローラ内部または前記実装基板上に不揮発性メモリを有し、前記半導体発光装置を初期状態測定条件で動作させた場合の前記散乱光の光量及び前記蛍光の光量の少なくとも一方の光量に応じた初期光量値が前記不揮発性メモリに記憶され、前記初期光量値を用いて前記半導体発光装置の動作制御が行われてもよい。
 この構成により、光源装置は、温度変化や経時劣化にかかわらず、一定の光量の出射光を出射させることができる。このため、光源装置を自動車の前照灯などに用いた場合、一定の照度で前方を照らすため安全性が向上する。
 また、前記不揮発性メモリに、予め定められた前記半導体発光装置の経時劣化に関する経時変化係数と、前記マイクロコントローラと前記不揮発性メモリを用いて計測された前記半導体発光装置の累積動作時間とが記憶され、前記初期光量値及び前記経時変化係数と前記累積動作時間とを用いて前記半導体発光装置の動作制御が行われてもよい。
 この構成により、光源装置から出射する出射光の光量を、動作時間にかかわらず一定とすることができる。したがって、受光素子で受光する光量も、光源装置に異常がない場合は、動作時間にかかわらず一定となるため、より正確に光源装置の異常を検知することができる。
 また、前記マイクロコントローラ内部または前記実装基板上に不揮発性メモリを有し、前記半導体発光装置を初期状態測定条件で動作させた場合の温度に応じた初期温度値が前記不揮発性メモリに記憶され、前記初期温度値と前記温度情報とを用いて前記半導体発光装置の動作制御が行われてもよい。
 この構成により、光源装置の温度に対して、より正確に状態を検知することができるとともに、光源装置を的確に動作させることができる。
 また、前記マイクロコントローラ内部または前記実装基板上に不揮発性メモリを有し、前記温度情報に応じた駆動電流情報が前記不揮発性メモリに記憶され、前記駆動電流情報を用いて前記半導体発光装置の動作制御が行われてもよい。
 この構成により、低温時には半導体発光装置のCODでの劣化を抑制することができる。また高温時には半導体発光装置の半導体発光素子の活性層の温度上昇による劣化を抑制することができる。
 また、前記1以上の受光素子と前記マイクロコントローラとの間に2次以上のローパスフィルタを有してもよい。
 この構成により、受光素子の出力信号とマイクロコントローラの演算を同期させる必要がなく、簡単な構成で受光素子の信号量を正確に検知することができる。
 また、前記1以上の受光素子の出力信号は前記マイクロコントローラで平均化処理されて用いられてもよい。
 この構成により、光源装置をPWM駆動モードで駆動した場合においても、受光素子から出力されるパルス信号を平均化して、マイクロコントローラの演算部に入力できるため、受光素子で半導体発光装置の光の検出ができる。
 また、前記動作状態信号が前記光源装置の動作異常を示した場合に、前記半導体発光装置はパルス駆動され、前記パルス駆動のパルスオフ期間における前記1以上の受光素子の出力信号を参照して動作制御されてもよい。
 この構成により、外部より迷光などの外乱光が光源装置に入射した場合においても、光源装置が即時に消灯し、自動車の前方の瞬時に急激に暗くなることを抑制することができる。
 また、前記1以上の受光素子と前記マイクロコントローラの間に、前記1以上の受光素子の出力信号の振幅を制御するゲイン切り替え回路を有してもよい。
 この構成により、例えば、光源装置を、通常の駆動条件とは異なる、十分小さい電流量で光源装置、つまり半導体発光装置を駆動させた場合においても波長変換部材から放射される光を受けて受光素子から出力される信号を正確に検出することができる。このため、波長変換部材の状態を正確に検知することができる。
 また、前記1以上の受光素子は、前記散乱光を受光し、第1の信号を出力する第1の受光素子と、前記蛍光を受光し、第2の信号を出力する第2の受光素子と、を含み、前記マイクロコントローラは、前記第1の信号と前記第2の信号の比率に基づいて前記半導体発光装置の動作を制御してもよい。
 この構成により、例えば、蛍光体で散乱される出射光と、蛍光体で変換される蛍光との割合により、蛍光体の破損状況を正確に抽出することができる。
 また、前記1以上の受光素子は、前記散乱光を受光し、第1の信号を出力する第1の受光素子と、前記蛍光を受光し、第2の信号を出力する第2の受光素子と、を含み、前記マイクロコントローラは、前記第1の信号と前記第2の信号の少なくとも一方の絶対値に基いて前記半導体発光装置の動作を制御してもよい。
 この構成により、第1出射光の光量及び第2出射光の光量の少なくとも一方で、正常状態及び異常状態を判定することができる。
 また、前記1以上の受光素子は、前記散乱光を受光し、第1の信号を出力する第1の受光素子と、前記蛍光を受光し、第2の信号を出力する第2の受光素子と、を含み、ランバート配光の前記散乱光が前記第1の受光素子に入射し、ランバート配光の前記蛍光が前記第2の受光素子に入射するように構成されてもよい。
 この構成により、受光素子によって波長変換部材の異常劣化を正確に検知することができる。さらに、受光素子で検出した信号を演算して、その演算結果を高速に外部接続部材で光源装置の外部へ出力することができる。さらに、これらの演算をする実装基板を小型にすることができるため、小型の光源装置を実現できる。
 また、前記波長変換部材と前記1以上の受光素子との間の導光路に光学フィルタを有してもよい。
 この構成により、波長変換部材から出射する出射光の一部の光を受光素子で受光させることができる。したがって、より正確に光源装置の状態を動作状態検出回路で検出することができる。
 また、前記光学フィルタは、透光部材と誘電体多層膜からなっていてもよい。
 この構成により、透過率の波長依存性を容易に設計することができる。
 また、前記波長変換部材が設置される基台と、前記波長変換部材の周辺に板状、かつ表面の算術平均粗さが0.5μm以上である基台カバーと、を有してもよい。
 この構成により、出射光の一部は、透光部材で反射され、光学フィルタを通過し、動作状態検出回路の受光素子で検知することができる。したがって、動作状態検出回路により光源装置の状態を検出し、トランジスタ30を用いて半導体発光装置を制御できる。
 また、前記基台カバーは、平面視で前記波長変換部材の外周の一部を覆っていてもよい。
 この構成により、波長変換素子2の発光部4a付近以外に光が照射しても、基台カバー170で散乱させるように構成することができる。
 この構成により、反射光は導光開口部の側面を多重反射しながら受光素子に向かうため、効率よく反射光を受光素子に導くことができる。
 また、前記導光開口部に対して前記散乱光及び前記蛍光が入射する経路近傍に、前記光源装置外部からの干渉光を遮光する遮光部を有してもよい。
 この構成により、反射光の光量を遮光部(開口部)で調整することができる。
 また、外部への光出射経路に透光部材を有し、前記透光部材の表面が撥水膜で覆われていてもよい。
 この構成により、例えば、光源装置が、湿度の高い環境下で、温度が急激に低下した環境にさらされた場合、透光部材の表面に結露による水滴が付着し、受光素子に向かう反射光の光量が水滴により長時間変化することを抑制できる。
 また、外部への光出射経路に透光部材を有し、前記透光部材は複数のガラス板からなっていてもよい。
 この構成により、複数のガラス板の間に空気層が密閉されるため、光源装置が急激な温度変化にさらされても、透光部材の表面に結露が生じることを抑制することができる。
 また、外部への光出射経路に透光部材を有し、前記透光部材は集光レンズであってもよい。
 この構成により、集光レンズである透光部材により、出射光を高い光学効率で光源装置の外部に出射させることができる。また、波長変換部材をカバーユニットで覆うことができるため、波長変換部材の表面に外部からダストが付着し、出射光の光学特性が低下するのを抑制できる。
 また、前記実装基板は3層以上の多層配線基板であり、前記半導体発光装置はアノード端子とカソード端子とを有し、前記アノード端子または前記カソード端子と前記外部接続部材とを接続する配線には、前記実装基板の内層配線が使用されていてもよい。
 この構成により、実装基板のサイズを小型に維持しつつ、半導体発光装置用に用いる大電流の幅広パターンを実装基板に容易に配置することができる。さらに、配線幅が小さい多数の配線を内層の配線層、例えば第2配線層に形成せずに実装基板を形成することができる。このため、第2配線層と接合する第1基材及び第2基材が、凹凸の多い表面と接合することを抑制することができる。このため、配線層と基材、具体的には第2配線層と、第1基材及び第2基材との剥離を抑制することができる。
 また、前記半導体発光装置は、アノード端子とカソード端子とを有し、前記アノード端子または前記カソード端子と、前記外部接続部材とを接続する配線には、前記アノード端子、前記カソード端子、前記外部接続部材、及び前記トランジスタとの接続以外のビアが配置されていない。
 この構成により、低インピーダンス配線ができる。
 また、平面視で、前記半導体発光装置と前記1以上の受光素子との間に前記マイクロコントローラが配置されていてもよい。
 この構成により、光源装置において、容易に半導体発光装置とマイクロコントローラと受光素子を配置するとともに、光源装置において受光素子を発熱源である半導体発光装置から離れた位置に配置することができる。このため、受光素子が半導体発光装置の発熱の影響を受けて温度上昇し、受光素子の出力信号に誤差を生じることを抑制することができる。
 また、平面視で、前記半導体発光装置と前記マイクロコントローラとの間に前記温度検出素子が配置されていてもよい。
 この構成により、温度検出素子を半導体発光装置に近接して配置させることができるとともに、半導体発光装置と温度検出素子との間の他の発熱源であるマイクロコントローラが配置されないため、温度検出素子を用いて半導体発光装置の温度測定を高精度に行うことができる。さらに、温度検出素子を用いて半導体発光装置の温度変化を高速に検知することができる。
 また、前記マイクロコントローラの外形が略正方形または略矩形であり、前記実装基板に実装された前記マイクロコントローラの四辺が、平面視で前記外部接続部材の長辺と並行にならないように配置されていてもよい。
 この構成により、マイクロコントローラ32の周辺回路を、実装基板160上で、より自由に設計することができるため、実装基板160の幅を狭くすることができる。その結果、光源装置400を小型化することができる。
 また、平面視で、前記外部接続部材と前記マイクロコントローラの入力端子との間に配置されたコモンモードチョークコイルを有してもよい。
 この構成により、マイクロコントローラで生成した高周波パルスに伴うノイズが、マイクロコントローラ側から外部接続部材へ伝達し、外部接続部材に接続される外部配線、駆動回路、バッテリーなどに伝わり、それらのバッテリー等に接続される他の電気回路が誤動作するのを抑制することができる。
 また、前記半導体発光装置及び前記実装基板が固定された基台を有し、前記基台は、前記実装基板が固定される第1の固定面と、外部装置が固定され、前記第1の固定面と対向しない第2の固定面とを有し、前記第1の固定面と前記第2の固定面とは異なる面であってもよい。
 この構成により、半導体発光装置からの発熱の放熱が容易となる。
 また、前記実装基板が固定された基台と、前記基台は外部装置に固定時に用いる基準孔を有し、平面視で、前記実装基板は前記基台の基準孔に対応する部分が開口していてもよい。
 この構成により、光源装置の外形を小型化しながら、灯具の放熱器(外部装置)などに光源装置を容易に固定することができる。
 また、平面視で、前記実装基板における前記外部接続部材の長辺方向の延長部に、開口したビス孔を有してもよい。
 この構成により、実装基板を基台に強固に固定するとともに、駆動基板の幅は短軸方向に縮小させることができるため、小型の光源装置を実現することができる。
 また、平面視で、前記実装基板における前記半導体発光装置の取り付け部末端は、前記半導体発光装置の外形に倣うように面取りされていてもよい。
 この構成により、光源装置における実装基板の配置面を用いて外部放熱器と接続した場合においても、光源装置の放熱性、つまり半導体発光装置から外部放熱器への放熱性を向上することができる。
 また、平面視で、前記実装基板における前記外部接続部材の長辺方向の延長部は、角が面取りされていてもよい。
 この構成により、光源装置のサイズを維持しながら、実装基板の面積を縮小でき、光源装置の第1面の基台の表面積の占有率を高くし、光源装置から外部放熱器への放熱性を向上できる。
 また、前記実装基板に実装された電子部品は保護膜で覆われていてもよい。
 この構成により、電子部品の端子がホコリなどでショートするのを防止できる。
 本開示によれば、半導体発光素子と波長変換部材とを組み合わせた光源装置において、受光素子によって波長変換部材の異常劣化を正確に検知することができるとともに、コンパクトな構成で、光源装置の発光素子を瞬時に停止させることができる。
図1は、実施の形態1に係る光源装置の構成を示す概略断面図である。 図2は、実施の形態1に係る光源装置の構成を示す、光源装置の第1面側から見た図である。 図3は、実施の形態1に係る光源装置の構成を示す概略斜視図である。 図4は、実施の形態1に係る光源装置の実装基板の構成を説明するための概略図である。 図5は、実施の形態1に係る光源装置の実装基板に搭載される回路構成を示す回路ブロック図である。 図6は、実施の形態1に係る光源装置の製造方法を説明する概略断面図である。 図7は、実施の形態1に係る光源装置の機能を説明する概略部分断面図である。 図8は、実施の形態1に係る光源装置の変形例1を説明する回路ブロック図である。 図9は、実施の形態1に係る光源装置の変形例2を説明する回路ブロック図である。 図10は、実施の形態1に係る光源装置の変形例3を説明する回路ブロック図である。 図11は、実施の形態1に係る光源装置の変形例4を説明する回路ブロック図である。 図12は、実施の形態1に係る光源装置の変形例5を説明する回路ブロック図である。 図13は、実施の形態1に係る光源装置の変形例6を説明する回路ブロック図である。 図14は、実施の形態1に係る光源装置の変形例7を説明する回路ブロック図である。 図15は、実施の形態1に係る光源装置の変形例8を説明する回路ブロック図である。 図16は、実施の形態1に係る光源装置の変形例9を説明する概略部分断面図である。 図17は、実施の形態1に係る光源装置の変形例9を説明する概略部分断面図である。 図18は、実施の形態2に係る光源装置を説明する概略断面図である。 図19は、実施の形態2に係る光源装置の実装基板の構成を説明する図である。 図20Aは、実施の形態2の変形例1に係る光源装置を説明する概略断面図である。 図20Bは、実施の形態2の変形例2に係る光源装置を説明する概略断面図である。 図21は、実施の形態3に係る光源装置を説明する概略図である。 図22は、実施の形態3に係る光源装置の動作を説明するフロー図である。 図23は、実施の形態3に係る光源装置の状態を検出する動作を説明するフロー図である。 図24は、実施の形態3に係る光源装置の波長変換部材の形状の変化と放射光の変化を説明するための図である。 図25は、実施の形態3に係る光源装置の波長変換部材から出射される第1出射光の光強度の、光軸からの角度に対する依存性を示す模式図である。 図26は、実施の形態3に係る光源装置の波長変換部材から出射される第2出射光の光強度の、光軸からの角度に対する依存性を示す模式図である。 図27は、光源装置の波長変換部材から出射される第1出射光の光強度における光軸からの角度に対する依存性を、複数の光源装置について比較した結果を示す模式図である。 図28Aは、実施の形態3における複数の光源装置の受光素子で検出される信号のばらつきを説明する図である。 図28Bは、比較例における複数の光源装置の受光素子で検出される信号のばらつきを説明する図である。 図29は、実施の形態4に係る光源装置を説明する概略断面図である。 図30は、実施の形態4に係る光源装置の構成を示す概略斜視図である。 図31Aは、実施の形態4に係る光源装置に搭載される回路と、接続される駆動回路などを説明する回路ブロック図である。 図31Bは、実施の形態4に係る光源装置の状態を検出する動作を説明するフロー図である。 図32は、実施の形態4に係る光源装置の実装基板の構成を説明するための概略図である。 図33は、実施の形態4に係る光源装置を用いて構成した投光装置の構成を示す概略断面図である。 図34は、実施の形態4に係る光源装置を用いて構成した投光装置の製造方法を説明するための概略図である。 図35は、実施の形態4に係る光源装置の波長変換素子及び受光素子の近傍の構成を説明するための概略断面図である。 図36は、実施の形態4に係る光源装置の波長変換素子の近傍の構成を説明するための概略図である。 図37Aは、実施の形態4に係る光源装置の動作を説明する図である。 図37Bは、実施の形態4に係る光源装置の動作を説明する図である。 図37Cは、実施の形態4に係る光源装置の動作を説明する図である。 図37Dは、実施の形態4に係る光源装置の動作を説明する図である。 図38Aは、実施の形態4に係る波長変換部材の変形や変質を説明する図である。 図38Bは、実施の形態4に係る波長変換部材の変形や変質を説明する図である。 図38Cは、実施の形態4に係る波長変換部材の変形や変質を説明する図である。 図39は、実施の形態4に係る動作状態検出回路の検出結果の例を説明する図である。 図40Aは、実施の形態4に係る動作状態検出回路の検出結果の例を説明する図である。 図40Bは、実施の形態4に係る状態検出回路の検出結果の例を説明する図である。 図41は、実施の形態4の変形例1に係る光源装置に搭載される回路ブロック図である。 図42は、実施の形態4の変形例2に係る光源装置の波長変換素子及び受光素子の近傍の構成を説明するための概略断面図である。 図43は、実施の形態4の変形例2に係る光源装置の半導体発光装置付近の概略断面図である。 図44は、実施の形態4に係る光源装置の半導体発光装置付近の概略断面図である。 図45は、実施の形態4の変形例3に係る光源装置の構成を説明する図である。 図46Aは、実施の形態4の変形例4に係る光源装置の構成を説明する図である。 図46Bは、実施の形態4の変形例5に係る光源装置の構成を説明する図である。 図47は、実施の形態4の変形例6に係る光源装置の構成を説明する図である。 図48は、実施の形態5に係る投光装置の概略断面図である。 図49は、実施の形態5に係る光源装置に搭載される実装基板の回路ブロック図である。 図50Aは、実施の形態5に係る光源装置の状態を検出する動作を説明するフロー図である。 図50Bは、実施の形態5の変形例1に係る投光装置の概略断面図である。 図51は、実施の形態5の変形例2に係る光源装置の動作を説明するフロー図である。 図52は、実施の形態5の変形例2に係る光源装置の動作を説明するタイミングチャートである。 図53は、実施の形態6に係る光源装置を説明する概略断面図である。 図54は、実施の形態6に係る光源装置の波長変換素子及び受光素子付近の構成を説明するための概略断面図である。 図55Aは、実施の形態7に係る光源装置の模式的な断面図である。 図55Bは、実施の形態7に係る光源装置の一部の構成部品を分解した斜視図である。 図56Aは、実施の形態8に係る光源装置の模式的な断面図である。 図56Bは、実施の形態8に係る光源装置の主な能動素子及び光学素子を中心に抽出した斜視図である。 図57は、従来の光源装置の構成を示す概略図である。
 本開示の実施の形態について、以下に図面を用いて説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、いずれも本開示の好ましい一具体例を示すものである。したがって、以下の実施の形態で示される、数値、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、並びに、工程(ステップ)及び工程の順序等は、一例であって本開示を限定する主旨ではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本開示の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
 また、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。なお、各図において、実質的に同一の構成要素に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡略化する。つまり、各図において共通する構成要素については説明を省略又は簡略化する。
 (実施の形態1)
 以下、本開示の実施の形態1に係る光源装置100について説明する。
 (光源装置の構成)
 まず、実施の形態1に係る光源装置100の構成について、図1から図5を用いて説明する。図1は、実施の形態1に係る光源装置100の構成を示す概略断面図であり、図2は、光源装置100を第1面50t側(図1では紙面下側)から見た概略図である。図3は、実施の形態1にかかる光源装置100を示す模式的な斜視図である。図4は、光源装置100の実装基板の構成を説明するための概略図であり、図5は、実装基板に搭載される回路構成を示す簡易的な回路ブロック図である。
 図1及び図2に示すように、光源装置100は、例えば半導体レーザである半導体発光素子12が実装された半導体発光装置10と、半導体発光装置10に外部から電力を供給するための外部接続部材166と、受光素子42などで構成される状態検出回路1と、半導体発光装置10に接続されたトランジスタ30とを備える。
 半導体発光装置10は、リードピン16a、16bを有するTO-CAN型のパッケージ14に半導体発光素子12が実装され、さらに半導体発光素子12が実装された部分が、ガラスなどの透光部材18を備える金属缶15で覆われることにより構成される。そして半導体発光素子12は、図示しない金属ワイヤーなどでリードピン16a、16bに電気的に接続される。
 状態検出回路1は、光源装置10の動作状態を検出し、動作状態信号を出力する動作状態検出回路である。本実施の形態では、状態検出回路1は、第1受光素子42と抵抗などで構成され、半導体発光装置10から出射された出射光のスペクトルや光量に関係する物理量を光源装置100の動作状態として検出する。
 トランジスタ30は半導体発光装置10に接続され、状態検出回路1からの動作状態信号により、半導体発光装置10に印加される電流量を調整する。
 光源装置10は、さらに実装基板160を備える。実装基板160は、ガラスエポキシやセラミックスなどの絶縁基板に、例えば銅箔からなるプリント配線が形成されてなるプリント基板である。そして実装基板160には、半導体発光装置10と、外部接続部材166と、状態検出回路1と、トランジスタ30が実装される。
 上記構成の光源装置において、光源装置の動作状態を変化させる半導体発光装置と、半導体発光装置に電力を供給するための外部接続部材と、光源装置の動作状態を検出する動作状態検出回路と、動作状態検出回路からの動作状態信号により半導体発光装置への電力を制御可能なトランジスタとが同一の実装基板に実装される。このため、光源装置に異常が発生した場合に、即時に半導体発光装置の動作状態を変化させ、光源装置をより安全な動作状態に変化させることができる。具体的には、光源装置から高密度の光が出射されるなどの異常な動作状態が発生した時に高速で光源装置を消灯することできる。
 さらに、光源装置100は、例えばアルミ合金で構成される基台50を備える。そして、実装基板160及び半導体発光装置10は基台50に固定される。光源装置100の基台50は、本実施の形態の光源装置を用いて投光装置を構成するときに、図示しないヒートシンクなどの外部放熱器や、投光装置の筐体などの外部装置に固定するための固定面である第1面50tを備える。本実施の形態において実装基板160は、基台50の第1面50tより、内側に一段窪んだ部分の固定面に配置される。そして本実施の形態においては、実装基板160は第1面50tと平行に配置される。
 本実施の形態において光源装置100は、さらに、半導体発光装置10からの光の一部を吸収し、スペクトルや光量に応じて変化させた光を放射する波長変換素子2を備える。波長変換素子2は、例えば高熱伝導性基板上に反射膜が形成された支持部材6上に、例えばイットリウム・アルミニウム・ガーネット(YAG)型蛍光体などの蛍光体を含む波長変換部材4が形成されることにより構成される。
 光源装置100は、さらに、半導体発光装置10から放射される出射光54を波長変換部材4の局所領域である発光部4aに集光する集光光学部材20を備える。本実施の形態においては、集光光学部材20は、例えばコリメータレンズであるレンズ20aと、例えば表面に凹レンズと反射膜が形成されたガラス基板である反射光学素子20bとで構成される。集光光学部材20と波長変換素子2は、基台50上に配置される。このとき集光光学部材20と波長変換素子2は、第1面50tが形成された面と反対側の基台50の面に固定される。そして、集光光学部材20及び波長変換素子2は、透光部材60と保持部材152とを備えるカバーユニット150により覆われる。カバーユニット150は、本実施の形態においては、ネジ122、124により基台50に固定される。
 また、実装基板160は、ネジ126、128A、128Bにより基台50に固定される。そして、半導体発光装置10のリードピン16a、16bが貫通する貫通孔が実装基板160に形成される。リードピン16a、16bは実装基板160のプリント配線に半田付けされ、電気的に接続される。
 また、光源装置100には、第1面50t側に配置される図示しない外部放熱器などの外部装置に精度良く位置合わせするための基準孔146aと、基準孔146aと対になる長孔146bが設けられる。そして、第1面50t側に配置される図示しない外部放熱器に、図示しないネジなどで固定するための4箇所の孔である貫通孔140A、140B、140C、140Dが形成される。本実施の形態においては、貫通孔140A、140B、140C、140Dは、図2及び図3に示すように基台50の周辺領域に形成される。また、半導体発光装置10から出射光52が放射される方向の主軸と平行の方向に基台を貫通する。この構成により、光源装置100は、図示しない外部放熱器に位置精度良く、容易に固定することができる。
 また図3に示すように、基台50は台座50dを有し、台座50dには、第1面50tと反対の面に第2面50sを備える。そして、基準孔146aと長孔146bは基台50を貫通し、基台50の第2面50sにも開口部を形成する。
 基台50の第2面50sには、本実施の形態の光源装置を用いて投光装置を構成するときに、曲面ミラーなど図示しない投光光学部材が固定される。このため、第2面50sに形成された基準孔146a及び長孔146bは、光源装置100の発光部4aと第2面50sに固定される投光光学部材との位置合わせに用いることができる。そして、好ましくは、基準孔146aと長孔146bとが形成された第2面50sと同一の面にはネジ穴130a、130bが形成される。この構成により、基準孔146a、長孔146b、ネジ穴130a及びネジ穴130bを用いて、投光装置を構成する投光光学部材を光源装置100に精度良く、容易に固定することができる。
 図2に示すように、実装基板160には、半導体発光装置10に例えば3アンペアの大電流を印加させるため配線幅が太いプリント配線162A、162C、162Dが形成される。プリント配線162Aは半導体発光装置10のアノード用の配線として用いられ、プリント配線162C及び162Dは、半導体発光装置10のカソード用の配線として用いられる。そして、プリント配線162Cと162Dとの間には、例えば電界効果トランジスタであるトランジスタ30が接続される。トランジスタ30は、例えば、pチャネルの電界効果トランジスタであり、ゲート端子30Gに電圧を印加しない状態でオンのものを用いる。そして、トランジスタ30は、半導体発光装置10と直列に接続される。また、トランジスタ30のゲート端子30Gは、プリント配線162Gにより受光素子42で構成される状態検出回路1と接続される。状態検出回路1から出力された動作状態信号は直接または所定の信号変換された信号SFETとなり、プリント配線162Gを伝わりゲート端子30Gに入力される。このように構成することで、状態検出回路1からの動作状態信号を用いて、半導体発光装置10と直列で接続されるトランジスタ30を制御することができる。したがって、光源装置の状態に応じて半導体発光装置10に印加される電力を高速で制御することができる。また、光源装置10に、光源装置の動作状態を検出する機能と、検出結果を用いて光源装置の発光などの動作状態を制御する機能とを容易に装備させることができる。
 続いて、実装基板160の形状及び実装基板160に形成される電気回路を、図4及び図5を用いて詳細に説明する。図4は、図2と同様に、第1面50t側から見た光源装置100を示す図であり、さらに、図2から、ネジ126、128A、128Bを取り外すことで実装基板160の外形が示される。図4では、実装基板160の左側に半導体発光装置10が接続され、右側に、コネクタである外部接続部材166が接続される。図5の回路ブロック図においては、同様に左側に半導体発光装置10、右側に外部接続部材166を配置した図として、対比を容易に示している。なお、図4においては、半導体発光装置10及び外部接続部材166は第1面50t側からは見えないため点線で示す。外部接続部材166は、外部配線180と電気的に接続するための端子T1、T2、T3が備えられる。
 図4において、状態検出回路1を構成する第1受光素子42は、半導体発光装置10から出射される光に関係する光を受光するため、第1面50t側と反対側の実装基板160の面に実装される。このため、同じく反対側の面に配置される半導体発光装置10と外部接続部材166と同様に点線で示す。
 続いて、図5の簡易的な回路ブロック図を用いてより詳しく実装基板160の構成と動作を説明する。なお図4の概略断面図においては、図5に示す回路ブロックの主要な回路部品のみ図示している。図5に示すように、外部接続部材166の端子T1から入力された電流はプリント配線162Aにより半導体発光装置10に入力され、プリント配線162C、162Dにより外部接続部材166の端子T2から外部へ導かれる。このときプリント配線162Cと162Dとの間にはトランジスタ30が挿入される。
 状態検出回路1は、第1受光素子42及び抵抗R03により構成され、定電圧回路である電圧レギュレータにより一定電圧が印加される。状態検出回路1の出力部はフィルタ回路NF1に接続され、さらにトランジスタ30のゲート30Gに接続される。このときフィルタ回路NF1は、好ましくは、抵抗とコンデンサとで構成されるローパスフィルタである。
 また、プリント配線162Aは、半導体発光素子12が実装された半導体発光装置10のアノード端子用のリードピン16aに直接接続される。プリント配線162Cは、カソード端子用のリードピン16bに直接接続される。そして、プリント基板162Aと162Cには、それぞれ、外部からコンタクトピンを用いて、半導体発光装置10に電気的に接続することができるテストパッド162TA及び162TCが形成されている。
 そして、実装基板160は、半導体発光装置160と波長変換部材4とを結ぶ方向に長く、その方向と垂直な方向に短い。本実施の形態では、実装基板160の長い方向を長軸、短い方向を短軸とする。そして、外部接続部材166は、平面視で矩形形状であり、実装基板160の長軸方向に短い短辺、短軸方向に長い長辺を有する。
 実装基板160は、基台50の第1面50t側の第1面50tよりも一段内側の位置にある固定面に固定される。この構成により光源装置は、表面が平面の外部放熱器と、基台50の第1面50tとを面で接触させて固定させることができる。このため、光源装置から外部放熱器への放熱経路を容易に構成することができる。さらに、実装基板160には、実装基板160を基台50にネジで固定するための、取り付け用のビス孔160Tと、取り付け用のビス孔160L及び160Rとが設けられる。このとき、取り付け用のビス孔160L、160Rは、実装基板160短軸方向、つまり外部接続部材166の長辺方向に対で配置される。さらに、取り付け用のビス孔160L、160Rは、平面視で、外部方向に開口する。このとき、取り付け用のビス孔160L、160Rを貫通孔とすると、ネジ128A、128Bに対して一回り大きい実装基板160の延長部160RW、160LWが必要になる。したがって、取り付け用のビス孔160L、160Rを、外部方向に開口させる構造により延長部160RW、160LWを不要とすることができる。このように、本構成により、実装基板を基台に強固に固定するとともに、駆動基板の幅は短軸方向に縮小させることができるため、小型の光源装置を実現することができる。
 また、図4に示すように、光源装置100の第1面50t側より見て、実装基板160は、平面視で、基台の基準孔146a及び長孔146bが形成される箇所は、開口した形状である開口部160Wが形成される。この構成により、光源装置の外形を小型化しながら、灯具の放熱器などに光源装置を容易に固定することができる。
 また、実装基板160において、実装基板160と半導体発光装置10との接続部の末端の端部160A及び160Bは、半導体発光装置10の外形に倣うように実装基板160の末端側が面取りされている。この構成により、実装基板160の面積を縮小することができるため、小型の光源装置においても、半導体発光装置10近傍の実装基板の配置面における基台の露出面積、つまり固定面である第1面50tを大きくすることができる。このため、光源装置における実装基板の配置側の固定面を用いて外部放熱器に固定した場合においても、光源装置の放熱性、つまり半導体発光装置から外部放熱器への放熱性を向上することができる。
 また、実装基板160を平面視した場合、外部接続部材166の長辺方向に形成される実装基板160の延長部の端部160C及び160Dは面取りされる。この構成により、光源装置のサイズを維持しながら、実装基板の面積を縮小でき、光源装置の第1面50tの基台の表面積に対する占有率を高くし、光源装置から外部放熱器への放熱性を向上できる。また、光源装置のサイズを維持しながら、外部接続部材160の近傍に第1面50tを設け、基台50と外部放熱器とで外部接続部材160を覆うように構成し、容易に保護することができる。
 また、実装基板160のトランジスタ30などの電子部品はポリオレフィン樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂などからなる保護膜168で覆われている。この構成により、電子部品の端子がホコリなどでショートしたり、雰囲気中の湿気などで変質するのを防止できる。
 続いて、図6を用いて、本実施の形態の光源装置100の製造方法について説明する。
 図6は、実施の形態1に係る光源装置100の製造方法を説明する概略断面図である。
 まず、基台50に、波長変換素子2及びレンズ20aを所定の位置に接着して固定する。続いて半導体発光装置10を基台50の波長変換素子2が固定されている面と反対の面の開口部50mに圧入して固定する。続いて、トランジスタ30、受光素子42、及び外部接続部材166などが実装された実装基板160を、半導体発光装置10のリードピン16a、16bに差し込んで取り付け、さらにネジ126、128A、128Bで基台50にネジ止めする。このとき、実装基板160は、基台50の第1面50t側にある、第1面50tよりも一段内側の部分の固定面である第3面50uに固定される。具体的には、ネジ126、128A、128Bが、実装基板160のビス孔160T、160R、160Lを貫通し、第3面50uに形成されたネジ穴132tや図示しないビス孔160R、160Lに対応したネジ穴にネジ締めされ、実装基板160は第3面50uに固定される。その後、実装基板160のプリント配線162Aとリードピン16aとを半田付けし、続いて、プリント配線162Cとリードピン16bとを半田付けし、半導体発光装置10と実装基板160を電気的に接続する。続いて、反射光学素子20bの位置調整と基台10への固定を行う。具体的には、まず、波長変換素子2の上面に図示しない発光検出機を配置する。そして、外部接続部材166より、電圧レギュレータ及び半導体発光装置10に電力を印加し、半導体発光装置10からの出射光を波長変換素子2に照射し、波長変換素子2の発光部4a付近から出射光を放射させる。このとき出射光の発光パターンや発光位置を検出しながら、反射光学素子20bの位置を調整し、反射光学素子20bを紫外線硬化樹脂などで基台50に接着固定する。最後に、開口部152aを有する保持部材152に透光部材60が固定されたカバーユニット150を、基台50に固定する。このとき、保持部材152に形成された貫通孔156a及び156bと、基台50に形成されたネジ穴132a及び132bとを用いて、ネジ122及び124によりネジ止めすることによりカバーユニット150を基台に固定する。このとき、保持部材152は、例えばアルミ合金の鋳造や、ステンレスの鍛造で製造され、例えば表面に反射防止膜が形成されたガラスである透光部材60が熱硬化樹脂で段差部を有する開口部152aに固定されることで、カバーユニット150が構成される。
 上記の製造方法において、光源装置100の製造中に、実装基板160を用いて、容易に半導体発光装置10に電力を供給することができる。したがって、出射光の発光パターンや位置を、光学素子を用いて容易に調整することができる。また、この構成により、光源装置100の半導体発光装置10、レンズ20a、反射光学素子20b、及び波長変換素子2で構成される光学系は、カバーユニット150により容易に外部から保護される。
 なお、上記の製造方法において、波長変換素子2における発光部4aの発光パターンを検出しながら反射光学素子20bの位置を調整する際に、テストパッド162TA及び162TCから、図示しないコンタクトピンを用いて半導体発光素子12に電力を印加し発光させてもよい。この方法により、トランジスタ30の動作、非動作に関わらず、半導体発光素子12を発光させることができるため、光源装置を容易に製造することができる。
 上記構成の光源装置100について、図7の部分断面図も加えて、構成と動作を説明する。
 図7は、実施の形態1に係る光源装置100の機能を説明する概略部分断面図である。
 トランジスタ30は、例えばpチャネル型の電界効果トランジスタであり、ゲート端子30に電圧を印加しない状態でオンするものを用いるとする。次に、外部接続部材166の端子T3に、例えば5Vなどの所定の電圧を印加する。そして、半導体発光装置10のアノード端子と接続される端子T1、カソード端子と接続される端子T2に所定の電力を印加する。このとき、図1に示すように、半導体発光装置10の半導体発光素子12からは、例えば中心波長450nmであるレーザ光である出射光52が放射される。出射光52は、レンズ20a、反射光学素子20bによりビームが成形された伝搬光54となり、波長変換素子2の発光部4aに入射される。波長変換素子2の発光部4aに入射した伝搬光54は、一部は出射光94として波長変換部材4の表面を反射して、保持部材152に照射される。そして残りの伝搬光54の一部は、散乱された伝搬光である第1出射光72として、一部は波長変換部材4の蛍光物質により吸収、波長変換され、伝搬光54より波長の長い第2出射光82として波長変換素子2から放射される。このとき、第2出射光82は、波長変換部材4の表面に対して法線の方向にある主軸91の光強度が最も強いランバート配光である光として放射される。波長変換素子2から放射される第1出射光72と第2出射光82とは混合され出射光92として放射される。出射光92の大部分は透光部材60を通過して、光源装置100から外部へ放射される。このとき、出射光92の一部は透光部材60で反射され、反射光96として、第1受光素子42に向かう。反射光96は、透光部材60で反射された第1出射光の一部である第1反射光76と透光部材60で反射された第2出射光の一部である第2反射光86とで構成される。
 ここで、光源装置に保持部材152の好ましい形態について説明する。前述のように、出射光94は、保持部材152に照射される。この出射光94は、特定の方向に光強度が高い光であるため、出射光92として寄与させないことが好ましい。したがって、保持部材152の、出射光94が照射する面は、好ましくは以下のように構成される。まず、保持部材152の一部が、透光部材60の波長変換部材4側に出っ張るように構成される。そして、保持部材152の波長変換部材4側の側面は、基台50側に向かって、主軸91から離れるように構成される。このように構成することで、出射光94がカバーユニット150と基台50で囲まれる空間で多重反射し減衰させることできるため、出射光92の中の迷光として光源装置100の外部に出射しにくくすることができる。つまり、基台50から上方に伝搬する出射光94は、保持部材152の側面で反射し、下方つまり基台50側に伝搬する反射光94aとなる。
 このとき、さらに保持部材152の表面にブラスト加工により凹凸を形成してもよい。この構成により出射光94を保持部材152の表面でも減衰させることができる。
 上記において、第1受光素子42は、半導体発光装置10から出射され、波長変換部材4で散乱された第1出射光72の一部、もしくは波長変換部材4で波長変換された蛍光である第2出射光82の一部の少なくとも一方の光を受光する。これにより、光源装置100の動作状態を正確に状態検出回路1で検出できる。
 また、光源装置100の透光部材60と第1受光素子42の間には、第1光学フィルタ22を配置する。そして、反射光96の一部の波長のみが第1光学フィルタ22を通過するように構成される。そして、反射光96は、第1光学フィルタ22を通過し第1受光素子42に到達するように構成される。このように構成することで、波長変換部材4から出射する出射光92のスペクトルの一部の光を第1受光素子42で受光させることができる。したがって、より正確に光源装置100の動作状態を状態検出回路1で検出することができる。
 さらに、反射光96は、基台50に形成された導光開口部50cを通って光学フィルタに22に到達するように構成する。このとき導光開口部50cの開口面積は、好ましくは、第1受光素子42に向かって小さくなるように構成される。この構成により、反射光96は導光開口部50cの側面を多重反射しながら第1受光素子42に向かうため、効率よく反射光96を第1受光素子42に導くことができる。
 また、第1光学フィルタ22は、例えばガラスの表面に誘電体多層膜を形成したものを用いて、反射光96の光のうち一部の波長の光を反射させ、一部の波長の光を透過させることで第1受光素子42に到達させる。このとき第1光学フィルタ22を、誘電体多層膜を用いて構成することにより、透過率の波長依存性を容易に設計することができる。上記構成において、波長変換部材4は、例えば、波長490nm以下の光を吸収し、波長490nmから700nmの蛍光を放射する蛍光物質を含む構成とする。このとき光学フィルタ22は波長490nm以下の光を主に透過するように設計する。この構成により第1受光素子22には、半導体発光素子12から放射され、波長変換素子2で散乱されてなる第1出射光72の相対強度を主に検出することができる。
 そして、第1受光素子42で受光された第1出射光72は、光電流に変換され、第1受光素子42から出力される。そして、抵抗R03で電圧変換され、動作状態信号である信号SPD1としてフィルタ回路NF1を伝達し、トランジスタ30のゲート端子30Gに入力される。このとき、ゲート端子30Gに入力される信号SPD1は、波長変換素子2が正常な動作状態の場合には、トランジスタ30がオン状態になる電圧値が信号SFETとして入力されるように設定されている。そして光源装置が正常な動作状態に場合にトランジスタ30のゲート端子30Gに入力される信号SFETとして入力される電圧値の、例えば1.5倍の電圧が入力されたとするとトランジスタ30がオフとなるように設定される。
 上記構成において、光源装置100の波長変換部材4に、剥離などのなんらかの異常が発生し、波長変換部材4における波長変換の機能が失われたとする。この場合、出射光92における第1出射光72の比率は増大する。この場合、トランジスタ30のゲート端子30Gに所定よりも大きい電圧がトランジスタ30に入力されるため、トランジスタ30はオフし、半導体発光装置10は停止する。このように、光源装置100に、実装基板160を搭載し、実装基板160にトランジスタと受光素子を実装する。そして、半導体発光装置を接続し、受光素子からの動作状態信号をトランジスタに入力するように構成することで、波長変換部材に異常が発生した場合に、半導体発光装置を容易に停止することができる光源装置を提供することができる。
 さらに、上記構成においては、受光素子からの信号に応じて半導体発光装置のオン・オフをさせる回路構成を部品点数が少なく、シンプルに構成することができる。したがって、電気回路を構成する部品の故障などによる光源装置の故障の発生率を低くすることができる。
 なお、上記構成において、出力反転型のアンプAMP01を状態検出回路1の出力部に挿入することで出力レベルを反転させ、トランジスタ30をnチャネルエンハンスメント形電界効果トランジスタに変更することができる。この構成により、実装基板160に端子T3より所定の電圧が投入される前の動作状態において、トランジスタ30を遮断することができ、かつ、半導体発光装置10のアノード端子T1、カソード端子T2に所定以上の電力が印加された場合においても半導体発光装置10への電力供給を抑止できる。
 また、上記構成において、半導体発光装置の出射光の光量の温度依存性を利用した光源装置の破壊防止も容易に行うことができる。例えば、半導体レーザを用いた半導体発光装置は、雰囲気温度が零下などの環境では、半導体発光装置に同一の電流量を印加している条件下では、室温時と比較し、出射光の光量が増大し、壊滅的光学損害(catastrophic optical damage:COD)により破壊する可能性が生じる。
 本実施の形態においては、一定環境温度以下で、所定の光出力以上になると半導体発光装置を停止させるように設定することで、半導体発光装置を保護し、光源装置が一定温度以上になった場合に、光源装置を動作させることが容易にできる。本構成は、例えば光源装置を車両の前照灯として搭載し、暖気後に点灯可能となるような応用も容易である。
 (実施の形態1の変形例1)
 続いて、図8を用いて本実施の形態の光源装置100の変形例1について説明する。本変形例は実施の形態1とほぼ同じ構成であるため、異なる部分を中心に説明する。本変形例においては、実装基板160に形成される電気回路において、実施の形態1の構成に加えて、閾値生成部と比較器(コンパレータ)とが形成される。閾値生成部は、例えば定電圧回路であり、例えば光源装置毎に設定することができる。比較器は、例えば、オペアンプなどの差動増幅器を用いることができる。
 図8は、実施の形態1の変形例1に係る光源装置100の回路ブロック図である。同図に示すように、受光素子の出力部のフィルタ回路NF1及び閾値生成部は、比較器CMP01に接続され、その出力部がトランジスタ30に入力される。
 上記構成において、受光素子により検出された波長変換部材4から放射される出射光の強度と相関のある動作状態信号である信号SPD1と、閾値生成部での出力値とは、比較器において比較される。このとき、閾値生成部での出力値から信号SPD1を引いた差分に比例した出力値SFETがトランジスタ30に入力される。このとき、信号SFETが一定値以下のとき、トランジスタ30がオンになるように設計することで、波長変換部材4に剥離等の異常が発生し、光源装置100の出射光92において、第1出射光が異常増大することを検知し、トランジスタ30を停止させることができる。つまり、トランジスタ30は、動作状態信号と、予め定められた基準値とを比較して得られた比較結果に基づいて制御される。この場合、第1受光素子42からの出力を直接トランジスタに入力させることができるため、光源装置に異常が発生した場合に、高速に光源装置から異常な光が放射するのを停止させることができる。
 さらに、上記構成においては、動作状態検出回路の受光素子からの動作状態信号に応じて半導体発光装置のオン・オフをさせる回路構成を部品点数が少なく、シンプルに構成することができる。したがって、電気回路を構成する部品の故障などによる光源装置の故障の発生率を低くすることができる。
 また、上記構成においては閾値生成部を構成する回路部品の定数を変更することで、閾値生成部の閾値である電圧の基準値を自由に設定させてもよい。この構成により、例えば、光源装置ごとに、最適な閾値を設定することができる。
 また、閾値生成部を、マイクロコントローラを用いて構成することにより、閾値を時間や外部環境ごとに異なる値に変更してもよい。つまり、実装基板に実装されたマイクロコントローラが、動作状態信号に基づいて半導体発光装置の動作を制御してもよい。この構成により、例えば、光源装置の温度変化、経年変化による半導体発光装置の出力低下に伴う閾値生成部の最適な電圧の基準値を設定することができる。この結果、光源装置の動作状態に応じて、より正確に異常判定を行い、半導体発光装置のオン・オフを実施することができる。
 (実施の形態1の変形例2)
 続いて、図9を用いて本実施の形態の光源装置100の変形例2について説明する。
 図9は、実施の形態1の変形例2に係る光源装置100を説明する回路ブロック図である。本変形例は、実施の形態1とほぼ同じ構成であるため、異なる部分を中心に説明する。本変形例において、状態検出回路1が、例えばサーミスタである温度検出素子TH01を用いて構成されることが異なる。このとき、温度検出素子TH01としては、例えば、温度上昇に伴い抵抗値が上昇するPTC(Positive Temperature Coefficient)サーミスタを用いる。そして、温度検出素子TH01は、好ましくは、図1に示すように半導体発光装置10近傍の実装基板160上に実装される。この構成により光源装置の温度が基準値より上昇した場合、トランジスタ30がオフし、半導体発光素子12が温度上昇により劣化することを抑制することができる。なお、上記構成において、サーミスタとして温度上昇に伴い抵抗値が低下するNTC(Negative Temperature Coefficient)サーミスタを用いてもよい。この場合、サーミスタの出力部にインバータを接続した状態検出回路1とすることで、容易に上記構成と同じ機能を有する光源装置を構成することができる。また、温度検出素子として、白金測温抵抗体や熱電対を用いて構成してもよい。
 なお、本変形例において、変形例1と同様に電気回路に閾値生成部及び比較器を配置し、状態検出回路1からの動作状態信号と、閾値生成部で生成した基準値となる電圧とを比較した結果をトランジスタ30への入力信号として用いてもよい。これにより、光源装置の動作状態を、より正確に判定し、トランジスタ30のオン・オフをすることができる。
 (実施の形態1の変形例3)
 続いて、図10を用いて本実施の形態の光源装置100の変形例3について説明する。
 図10は、実施の形態1の変形例3に係る光源装置100を説明する回路ブロック図である。本変形例は、実施の形態1及び変形例2とほぼ同じ構成であるため、異なる部分を中心に説明する。本変形例において、トランジスタ30が半導体発光装置10に並列に接続されることが異なる。この場合、トランジスタ30は、ゲートに電圧が印加されない場合は非動作であるエンハンスメント形つまりノーマリーオフ形の電界効果トランジスタを用いる。
 この構成により、通常動作時には、外部接続部材の端子T1及びT2から入力された電力は半導体発光装置10に入力され、半導体発光装置10の半導体発光素子12は発光する。しかしながら、光源装置100の波長変換部材2の剥離などが発生し、第1受光素子42に基準値よりも大きい反射光が入射した場合は、第1受光素子42から出力される光電流が大きくなり、その結果、状態検出回路1から出力される信号SPD1が大きくなり、トランジスタ30がオンされる。その結果、半導体発光装置10には電力が供給されなくなるため、半導体発光素子12の発光を停止させることができる。
 このように本変形例を用いることで、光源装置に異常が発生した場合に、高速に光源装置の発光を停止させることができる。さらに、本変形例においては、光源装置が正常に動作している場合には、半導体発光装置10に電流が流れ、トランジスタ30には電流が流れない。したがって、トランジスタを直列に接続する場合と比較し、正常な動作状態におけるトランジスタの消費電力を低減できるため、光源装置の消費電力を低減できる。
 (実施の形態1の変形例4)
 続いて、図11を用いて本実施の形態の光源装置100の変形例4について説明する。
 図11は、実施の形態1の変形例4に係る光源装置100を説明する回路ブロック図である。本変形例は、実施の形態1とほぼ同じ構成であるため、異なる部分を中心に説明する。
 本変形例において、外部接続部材は、端子T1、端子T2、端子T3、及び端子T4の4個の端子を有する。また、状態検出回路1は、半導体発光装置10のアノード側に接続されるプリント配線162Aと、トランジスタ30を介してカソード側に接続されるプリント配線162Dとに接続される抵抗R41及びR42により構成される。
 本実施の形態において、動作状態検出回路の一部である抵抗R41及びR42は直列に接続され、動作状態信号である信号SV1が抵抗R41及びR42の接続部分から出力される。この構成により、状態検出回路1は、トランジスタ30のオン抵抗を十分低くすることで、半導体発光装置10のアノードとカソードとの間に印加される動作電圧に相関がある分圧である信号SV1を出力する。本変形例では、信号SV1はフィルタ回路NF1を通して、光源装置100の端子T3から外部回路(図示せず)へ出力される。そして、上記外部回路にて、半導体発光装置10に所定の電圧が印加されているかを判定することができる。
 さらに、光源装置100のトランジスタ30のゲートは、外部接続部材166の端子T4とプリント配線162Gで接続される。端子T4は、端子T3と同様に外部回路(図示せず)に接続される。この構成により、上記外部回路は、光源装置100の動作状態の動作状態信号である信号SV1で判定し、その結果を用いて光源装置100に、半導体発光装置を制御する信号SFETを入力することができる。
 信号SFETは、プリント配線162Gを通じて光源装置100に備えられるトランジスタ30のゲートに入力される。このとき、トランジスタ30を、エンハンスメント形電界効果トランジスタを用いて動作させたい場合には、信号SFETとして例えば5Vを入力し、また、非動作にさせたい場合は、信号SFETとして例えば0Vを入力する。これにより、半導体発光装置10を高速に動作状態もしくは非動作状態に切り替えることができる。より具体的には、半導体発光素子12がショートモードで破壊した場合は、信号SV1としては所定の電圧以下の信号が出力される。この場合は、直ちに半導体発光素子12の動作を停止させることで、半導体発光素子12が過剰に発熱し、光源装置100周辺の装置が劣化するのを防止することができる。
 また、半導体発光素子12は、内部抵抗が温度低下とともに増大する特性を有する。また前述のように、半導体発光装置に同一の電流量を印加している条件下では、環境温度低下時に、出射光の光量が増大し、壊滅的光学損害により破壊する可能性が増大する。したがって、信号SV1をモニタすることで、半導体発光素子12の内部抵抗を検知し、一定以下の電圧になった場合には、トランジスタ30を用いて半導体発光装置10を停止することができる。つまり、半導体発光素子12の内部抵抗の温度依存性を利用した出射光の光量の増大を抑制することができる。
 (実施の形態1の変形例5)
 続いて、図12を用いて本実施の形態の光源装置100の変形例5について説明する。
 図12は、実施の形態1の変形例5に係る光源装置100を説明する回路ブロック図である。本変形例は変形例4とほぼ同じ構成であるため、異なる部分を中心に説明する。
 本変形例において、外部接続部材166は端子T1、端子T2、及び端子T3の3個の端子で構成される。また、状態検出回路1で生成した動作状態信号である信号SV1は、光源装置100の実装基板160に実装されたアンプAMP01で変換された後、比較器CMP01に入力される。そして、比較器CMP01にて、外部接続部材166の端子T3から入力された電力と、電圧レギュレータ及び閾値生成部により生成した電圧の基準値とが比較される。そして基準値以上の信号が状態検出回路1から比較器CMP01に入力された場合は、トランジスタ30がオフし、半導体発光装置10の動作を停止する。
 上記構成により、変形例4と同様に、半導体発光装置10に印加されている電圧を検知し、異常な動作状態と判断した場合に高速に半導体発光装置10を停止することができる。さらに本変形例では、光源装置100の実装基板160上で、光源装置100の動作状態を検知し、状態検出回路1と同一の実装基板に搭載された比較器を用いてトランジスタ30を動作させることができるため、より正確にかつ高速に動作させることができる。
 (実施の形態1の変形例6)
 続いて、図13を用いて本実施の形態の光源装置100の変形例6について説明する。
 図13は、実施の形態1の変形例6に係る光源装置100を説明する回路ブロック図である。本変形例は実施の形態1とほぼ同じ構成であるため、異なる部分を中心に説明する。
 本変形例において、外部接続部材は端子T1、端子T2、端子T3、端子T4、及び端子T5の5個の端子を有する。また、状態検出回路1は、プリント配線162D上に配置される、例えば0.1オームであるセンス抵抗R51を含む。そしてセンス抵抗R51の両端の電圧は、アンプAMP01に入力される。そしてアンプAMP01の出力信号である信号SC1は、光源装置100の半導体発光装置10に印加される動作電流に関係する動作状態信号であり、本変形例では、外部接続部材166の端子T3から外部回路(図示せず)へ出力される。このときアンプAMP01には、端子T5から入力される電圧の基準値VREFにより動作する。そして、上記外部回路で半導体発光装置10に所定の電流が印加されているかを判定することができる。
 さらに、光源装置100のトランジスタ30のゲートは、外部接続部材166の端子T4とプリント配線162Gで接続される。端子T4は、端子T3と同様に上記外部回路に接続される。この構成により、上記外部回路は、光源装置100の動作状態を信号SC1で判定し、その結果を用いて光源装置100の半導体発光装置を制御する信号SFETを出力することができる。具体的には、センス抵抗R51に所定以上の電圧が印加されていることは、半導体発光装置10に所定以上の電流が印加されていることになる。この場合は半導体発光装置10に過剰な電流が印加されているため、出射光の光量が増大し、壊滅的光学損害により破壊する可能性が増大する。したがって、状態検出回路1から出力される動作状態信号である信号SC1を用いて、半導体発光装置10の破壊リスクを検知し、トランジスタ30を制御することができる。
 信号SFETは、プリント配線162Gを通じて光源装置100に備えられるトランジスタ30のゲートに入力される。トランジスタ30としてエンハンスメント形の電界効果トランジスタを用いる。そして、トランジスタ30を動作させたい場合には、信号SFETとして例えば5Vを入力し、非動作にさせたい場合には、信号SFETとして例えば0Vを入力する。このとき状態検出回路1と同一の実装基板に搭載されたトランジスタ30を動作させることができるため、半導体発光装置10を高速に動作状態もしくは非動作状態に切り替えることができる。
 (実施の形態1の変形例7)
 続いて、図14を用いて本実施の形態の光源装置100の変形例7について説明する。
 図14は、実施の形態1の変形例7に係る光源装置100を説明する回路ブロック図である。本変形例は変形例6とほぼ同じ構成であるため、異なる部分を中心に説明する。
 本変形例において、外部接続部材は端子T1、端子T2、及び端子T3の3個の端子を有する。また、状態検出回路1で生成した信号SC1は、光源装置100の実装基板160に実装された比較器CMP01に入力される。そして、比較CMP01にて、外部接続部材166の端子T3から入力された電力と、電圧レギュレータ及び閾値生成部により生成した電圧の基準値とが比較される。そして、基準値以上の信号が状態検出回路1から比較器CMP01に入力された場合は、トランジスタ30がオフし、半導体発光装置10の動作を停止する。
 上記構成により、変形例6と同様に、半導体発光装置10に印加されている電流を検知し、異常な動作状態と判断した場合に高速に半導体発光装置10を停止することができる。さらに本変形例では、光源装置100の実装基板160上で、光源装置100の動作状態を検知し、状態検出回路1と同一の実装基板に搭載されたトランジスタ30を動作させることができるため、より高速に動作させることができる。
 (実施の形態1の変形例8)
 続いて、図15を用いて本実施の形態の光源装置100の変形例8について説明する。
 図15は、実施の形態1の変形例8に係る光源装置100を説明する回路ブロック図である。本変形例は実施の形態6とほぼ同じ構成であるため、異なる部分を中心に説明する。
 本変形例において、外部接続部材は端子T1、端子T2、端子T3、端子T4、及び端子T5の5個の端子を有する。また、状態検出回路1は、トランジスタ30自体を含む。そして、半導体発光装置12に印加される電流を検知するセンス抵抗をトランジスタ30で代用する。具体的には、トランジスタ30のドレインとソースとの間に印加される電圧を検出してアンプAMP01に入力する。アンプAMP01から出力される信号SC1は、外部接続部材166の端子T3から外部回路(図示せず)へ出力される。このときアンプAMP01は、端子T5から入力される電圧の基準値VREFにより動作する。そして、上記外部回路で半導体発光装置10に所定の電流が印加されているかを判定することができる。
 さらに、光源装置100のトランジスタ30のゲートは、外部接続部材166の端子T3とプリント配線162Gで接続される。端子T4は、端子T3と同様に上記外部回路に接続される。この構成により、上記外部回路は、光源装置100の動作状態を信号SC1で判定し、その結果を用いて光源装置100の半導体発光装置を制御する信号SFETを出力することができる。
 上記構成により、光源装置100の実装基板160をより簡単に構成することができるとともに、状態検出回路1と同一の実装基板に搭載されたトランジスタ30を用いて半導体発光装置10を高速に動作状態もしくは非動作状態に切り替えることができる。
 (実施の形態1の変形例9)
 続いて、図16及び図17を用いて本実施の形態の光源装置100の変形例9について説明する。
 図16及び図17は、実施の形態1の変形例9に係る光源装置100の概略部分断面図である。図16と図17において光源装置100の構成は同じであるが、伝搬光54の照射位置が異なる。図16は、光源装置100の構造になんらかの異常な状態が発生し、伝搬光54が波長変換部材4に照射されなかった場合の様子を示し、図17は、光源装置100が正常な状態で動作している場合の様子を示す。本変形例は実施の形態1とほぼ同じ構成であるため、異なる部分を中心に説明する。
 本変形例において、波長変換部材4近傍の基台50は板状の金属部品である基台カバー170で覆われる。基台カバー170は、好ましくは、アルミニウム合金、ステンレスなどの金属で構成される。基台カバー170は、基台50にネジ220で固定される。
 基台カバー170は、好ましくは、表面に凹凸が形成される。具体的には、基台カバー170は、金属板をプレス加工により成型され、ブラスト加工などにより表面に凹凸が形成されることで製造される。そして、凹凸の大きさは、算術平均粗さRaが、半導体発光素子12から放射される出射光の波長以上である0.5μm以上で構成される。さらに、基台カバー170には開口部170aが形成され、その開口部170aが波長変換部材4を囲うように配置される。この構成により、図16に示すように、例えば、光源装置100の反射光学素子20bの位置がずれて、半導体発光素子12から放射される出射光の波長を有する伝搬光54が波長変換部材4以外のところに照射されるようになった場合、伝搬光54は、基台カバー170の表面に照射される。このとき基台カバー170の表面には凹凸が形成されるため、伝搬光54は、散乱された出射光72となる。このとき出射光72は、特定の方向に光強度を持った光ではなく、透光部材60全体に向かう方向に光強度を有する光である。したがって、出射光72の一部は、透光部材60で反射され、光学フィルタ22を通過し、状態検出回路1の第1受光素子42で検知することができる。したがって、状態検出回路1により光源装置の動作状態を検出し、トランジスタ30を用いて半導体発光装置を制御できる。さらに、基台カバー170は、好ましくは、導光開口部50cを囲うとともに、導光開口部50cの開口部の一部を遮光する遮光部(開口部170c)が設けられる。この構成により図17に示すように、出射光94の光量を遮光部(開口部170c)で調整することができる。このとき光学フィルタ22は波長490nm以下の光を主に透過するように設計する。この構成により受光素子22には、半導体発光素子12から放射され、波長変換素子2で散乱されてなる第1出射光72の相対強度を主に検出することができる。
 さらに、基台カバー170は、好ましくは、保持部材152の側面を覆う構成とする。この構成により伝搬光54が波長変換部材4で反射することにより生成される出射光94を基台カバー170の表面に照射させ、散乱させるができる。これにより、指向性を有する出射光94が特定の方向に反射されて透光部材60から出射することで、出射光92が特定の方向に強い強度分布を持った光となるのを抑制することができる。
 さらに基台カバー170は、図17に示すように透光部材60の基台50側の表面側を覆うように、コの字形状に曲げられた構成でもよい。この構成により、さらに、出射光94が光源装置の透光部材60から出射することを抑制することができる。
 (実施の形態2)
 以下、本開示の実施の形態2に係る光源装置100について説明する。本実施の形態の光源装置は、実施の形態1に係る光源装置とほぼ同じ構成であるため、異なる部分を中心に説明する。
 (光源装置の構成)
 実施の形態2に係る光源装置200の構成について、図18及び図19を用いて説明する。
 図18は、実施の形態2に係る光源装置200の構成を示す概略断面図である。なお、図18では、実装基板160の部分拡大断面図を併記している。また、図19は、実施の形態2に係る光源装置200の実装基板の構成を説明するための概略図である。
 本実施の形態に係る光源装置200は、実施の形態1と比較して、主に、半導体発光装置10、レンズ20a、実装基板160、及び透光部材60の構成が異なる。本実施の形態においては、実装基板に搭載される回路構成としては、実施の形態1で説明したすべての電気回路が応用できるが、代表例として、図8に示す変形例1の回路ブロック図が適用されたものを用いて説明する。
 図18に示す光源装置200において、半導体発光装置110は、実施の形態1と同様に、例えば半導体レーザである半導体発光素子12がTO-CAN型のパッケージ14に実装されるが、パッケージ14には、例えばコリメータレンズであるレンズ20aが固定された金属缶15が取り付けられる。つまり、半導体発光装置110は、実施の形態1のレンズ20aの機能を有する。このため半導体発光装置110からは、ほぼ平行光である出射光54が出射される。
 さらに、本実施の形態において、実装基板160は、配線層を3層有する多層基板である。具体的な構成としては、図18の下方の実装基板160の拡大断面図に示すように、第1配線層WL1、第1基材BL1、第2配線層WL2、第2基材BL2、第3配線層WL3が交互に積層される。そして最表面は、第1絶縁層CL1、第2絶縁層CL2により一部もしくは全部覆われる。
 本実施の形態において、実装基板160には状態検出回路1、電圧レギュレータ、閾値生成部、比較器、トランジスタ30が実装されている。この構成により、光源装置の発光機能に関する部品の異常を状態検出回路1で検出し、その検出した信号を演算することができる。また、上記信号を用いてトランジスタ30もしくは、外部駆動回路(図示せず)を用いて光源装置200を高速に減光もしくは消灯することができる。このとき状態検出回路1は実施の形態1及び変形例のように、受光素子、温度検出素子、抵抗を用いて構成することができる。
 図19の(a)、(b)、及び(c)は、実装基板160の3層の配線層、つまり、第1配線層WL1、第2配線層WL2、第3配線層WL3に形成される配線レイアウト例を第1面50tから見た概略図である。図19の(a)は、第3配線層WL3を示し、図19の(b)は、第2配線層WL2を示し、図19の(c)は、第1配線層WL1を示す。実装基板160には、半導体発光装置10に、例えば3アンペアの大電流を印加させるため配線幅が太いプリント配線162A、162C、162Dが形成されるが、そのパターンのほとんどが3層の配線層の中央の層、つまり第2配線層WL2に形成される。
 この構成により、実装基板のサイズを小型に維持しつつ、半導体発光装置用に用いる大電流の幅広パターンを実装基板に容易に配置することができる。さらに、配線幅が小さい多数の配線を内層の配線層、例えば第2配線層WL2に形成せずに実装基板を形成することができる。このため、第2配線層WL2と接合する第1基材BL1及び第2基材BL2が、凹凸の多い表面と接合することを抑制することができる。このため、配線層と基材、具体的には第2配線層WL2と、第1基材BL1及び第2基材BL2との剥離を抑制することができる。
 実装基板160において、プリント配線162Aは半導体発光装置10のアノード用の配線として用いられ、プリント配線162C及び162Dは半導体発光装置10のカソード用の配線として用いられ、大部分が第2配線層WL2に形成される。そして、プリント配線162Cと162Dとの間には、例えば電界効果トランジスタであるトランジスタ30が接続され、半導体発光装置10とトランジスタ30は直列に接続される。このとき、トランジスタ30は、実装基板160の第1配線WL1側の表面に実装するため、プリント配線162C及び162Dの一部は、ビア配線162C2及び162D2により第1配線層WL1に形成される。また、例えばコネクタである外部接続部材166は、実装基板160の第3配線WL3側の表面に実装されるため、アノードラインであるプリント配線162A及びカソードラインであるプリント配線162Cの一部は、ビア配線162A1及び162D1により第3配線層WL3に形成される。さらに、半導体発光装置10のリードピン16a及び16bが貫通する貫通孔が形成されたビア配線162A2及び162C1が実装基板160に形成され、半導体発光装置10のリードピン16A及び16Cと半田付けされ、電気的に接続される。
 このように、半導体発光装置10のアノード端子とカソード端子と接続されるプリント配線の主パターンは半導体発光装置、外部接続部材、トランジスタとの接続以外のビア配線が配置されていない。この構成により、低インピーダンス配線ができる。
 本実施の形態の光源装置200の集光光学部材20は、半導体発光装置110のレンズ20aと反射光学素子20bとで構成される。そして、半導体発光素子12から出射された伝搬光54を出射光92に変換する波長変換素子2が、基台50に固定される。さらに、集光光学部材20及び波長変換部材4は、実施の形態1と同様に、透光部材60と、保持部材152とを備えるカバーユニット150により覆われる。このとき透光部材60は、表面が撥水膜で覆われていてもよい。
 上記構成の光源装置200において、半導体発光素子12から出射された伝搬光54は、波長変換部材4に照射され、第1出射光72と第2出射光82が混合した出射光92が放射される。出射光92の一部は、透光部材60で反射し、第1受光素子42に向かう。
 このとき透光部材60は、好ましくは表面が撥水膜で覆われている。このため、例えば、光源装置110が、湿度の高い環境下で、温度が急激に低下した環境にさらされた場合、透光部材60の表面に結露による水滴が付着し、第1受光素子42に向かう反射光96の光量が水滴により長時間変化することを抑制できる。
 (実施の形態2の変形例1)
 続いて、図20Aを用いて本実施の形態の光源装置200の変形例について説明する。
 図20Aは、実施の形態2の変形例1に係る光源装置200を説明する概略断面図である。本変形例は実施の形態2とほぼ同じ構成であるため、異なる部分を中心に説明する。
 本変形例に係る光源装置200は、実施の形態2の光源装置200と比較して、カバーユニット150の構成が異なる。本変形例において、カバーユニット150は、保持部材152の開口部に複数の段が形成されており、複数の透光部材(ガラス板)が固定される。図20Aにおいては、2枚の透光部材60A及び60Bが固定される例について示す。
 この構成により、透光部材60Aと60Bとの間に空気層が密閉されるため、光源装置200が急激な温度変化にさらされても、透光部材60A、60Bの表面に結露が生じることを抑制することができる。特に、本変形例においては、基台50の透光部材60Aの表面に結露による水滴が付着しにくいため、第1受光素子42に向かう反射光96の光量が水滴により長時間変化することを抑制できる。
 (実施の形態2の変形例2)
 続いて、図20Bを用いて本実施の形態の光源装置200の変形例について説明する。
 図20Bは、実施の形態2の変形例2に係る光源装置200を説明する概略断面図である。本変形例は実施の形態2とほぼ同じ構成であるため、異なる部分を中心に説明する。
 本変形例に係る光源装置200は、実施の形態2の光源装置200と比較して、カバーユニット150の構成が異なる。本変形例において、カバーユニット150は、保持部材152に集光レンズである透光部材60が固定される。図20Bにおいては、透光部材60として、凸レンズである非球面レンズが固定された場合の構成を示す。
 この構成により、発光部4aを有する波長変換部材4の近傍に、波長変換部材4から出射される出射光92を集光する集光レンズを配置することができる。このため、集光レンズである透光部材60により、出射光92を高い光学効率で光源装置200の外部に出射させることができる。また、本変形例においては、波長変換部材4を、実施の形態2等と同様に、カバーユニット150で覆うことができる。このため、波長変換部材4の表面に外部からダストが付着し、出射光92の光学特性が低下するのを抑制できる。
 また、本変形例においては、集光レンズである透光部材60の表面からの反射光を、第1受光素子42に向かう反射光96として用いることができる。このため、他の実施の形態と同様に、受光素子を用いて波長変換部材の動作状態を検出することができる。
 (実施の形態3)
 以下、本開示の実施の形態3に係る光源装置300について説明する。本実施の形態においては、複数の受光素子、具体的には二つの受光素子(第1受光素子42及び第2受光素子44)を用いて光源装置、特に波長変換部材4の動作状態をより正確に検知することができる。
 (光源装置の構成)
 まず、実施の形態3に係る光源装置300の構成について、図21を用いて説明する。
 図21は、実施の形態3に係る光源装置300の構成を示す概略図である。図21に示すように、光源装置300は、半導体発光装置10と、波長変換部材4と、状態検出回路1を備える。状態検出回路1は、第1受光素子42及び第2受光素子44を備え、図示しない実装基板上に実装され、図示しない外部接続部材により外部と電気的に接続される。本実施の形態において、光源装置300は、さらに、集光光学部材20と、透光部材60とを備える。本実施の形態においては、半導体発光装置10として、透光部材18及び金属缶15が省略されたものを用いて説明する。
 以下、本実施の形態の光源装置300の動作について図21及び図22のフロー図を用いて説明する。半導体発光装置10の半導体発光素子12の光導波路12aから出射した、例えばピーク波長450nmのレーザ光である出射光52は、例えばレンズである集光光学部材20で集光されて伝搬光54となり、波長変換部材4に照射される。波長変換部材4では、伝搬光54の一部の光は波長変換部材4で反射され、入射角と相関のある出射角で出射する第1出射光74として出射する。つまり第1出射光74は、光強度の出射方位依存性の大きい光である。さらに伝搬光54の他の一部の光は波長変換部材4で散乱され、表面側に光強度の出射方位依存性の小さい第1出射光72として出射される。ここで光強度の出射方位依存性が小さいとは、ランバート反射に沿った出射方位依存性を有する光である。つまり、波長変換部材4の表面に対して法線方向である主軸91からの角度θに対して光強度がcosθで示される依存性を有する光である。そして伝搬光54の一部の光は、波長変換部材4の、例えばイットリウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体である蛍光材料で吸収され、伝搬光54よりも波長の長い蛍光に変換され、表面側に光強度の方位依存性の小さい第2出射光82及び84として出射される。
 そして、第1出射光72と第2出射光82とが混合されてなる光が光源装置300の出射光92として放射される。出射光92の大部分は、例えば表面に反射防止膜が形成されたガラスである透光部材60を通過し、光源装置300の外部へ出射光92として放射される。このとき、好ましくは、光強度の出射方位依存性の大きい出射光94は、透光部材60を通過しないように設定される。このように光強度の出射方位依存性の小さい出射光92のみ透光部材60を通過するように構成される。このようにして光源装置300から出射された出射光92の一部は、出射光292として、例えば投影レンズである投光光学部材910において概平行光である出射光392として光源装置300と投光光学部材910とで構成される投光装置から照明光として外部に照射される。
 一方、出射光92の一部は透光部材60で反射され、基台50側に、反射光96として向かう。反射光96は、伝搬光54と同じ波長の光である第1反射光76と、波長変換部材4で生成された蛍光からなる第2反射光86とで構成される。反射光96の一部は第1光学フィルタ22に向かう。そして、反射光96の他の一部は第2光学フィルタ24に向かう。第1光学フィルタ22及び第2光学フィルタ24を通過した光は、反射光96の一部の波長の光がカットされた光である第1出射光78と第2出射光88となり第1受光素子42及び第2受光素子44に入射する。
 ここで、第1光学フィルタ22は、例えば、波長490nm未満の光を透過し、波長490nm以上の光を反射する光学フィルタである。つまり、第1光学フィルタ22は、半導体発光装置10から出射される伝搬光54の波長の光の大部分を透過し、かつ、波長変換素子4で発生する第2出射光82のスペクトルの光の大部分を反射する光学フィルタである。
 第2光学フィルタ24は、例えば、波長490nm未満の光を反射し、波長490nm以上の光を透過する光学フィルタである。つまり、第2光学フィルタ24は、半導体発光装置10から出射される励起光54の波長の光の大部分を反射し、かつ、波長変換素子4で発生する蛍光である第2反射光86のスペクトルの光の大部分を透過する光学フィルタである。
 第1光学フィルタ22に入射した反射光96は、第1光学フィルタ22において、ほぼ散乱光である第1反射光76の成分のみが透過し、第1受光素子42で受光される。第2光学フィルタ24に入射した反射光96は、第2光学フィルタ24において、ほぼ蛍光である第2反射光86の成分のみが透過し、第2受光素子44で受光される。
 上記の構成において、波長変換部材4から透光部材60に入射される光は、光強度の出射方位依存性の小さい出射光92のみになるように構成され、出射方位依存性の大きい出射光94は入射されない。この構成により、受光素子には、波長変換部材4から光強度の分布が安定した光が受光素子に入射される。このため、光源装置が正常な動作状態の場合に、受光素子に入射する出射光の光強度を受光素子で精度良く検出することができる。したがって、波長変換部材4に異常が発生することにより発生する、波長変換部材4から出射される出射光の光強度の微小な変化を精度良く検出することができる。
 このように、本実施の形態の光源装置300を用いることで、受光素子によって波長変換部材の異常劣化を正確に検知することができる。さらに、受光素子で検出した信号を演算して、その演算結果を高速に外部接続部材で光源装置の外部へ出力することができる。さらに、これらの演算をする実装基板を小型にすることができるため、小型の光源装置を実現できる。
 図22は、実施の形態3に係る光源装置300の動作を説明するフロー図である。本実施の形態においては、光源装置300の内部もしくは外部にマイクロコントローラ32を備え、さらに外部駆動回路230を備える。そして、これらは、半導体発光装置10及び状態検出回路1に接続される。
 まず、外部駆動回路230より半導体発光装置10に電力が印加されると、半導体発光装置10からの伝搬光54が波長変換部材4に到達し、波長変換素子4からの出射光92の一部は透光部材60で分離され、第1光学フィルタ22と第2光学フィルタ24を通過し、状態検出回路1の第1受光素子42及び第2受光素子44に到達する。第1受光素子42及び第2受光素子44に入射した光により生成した光電流を第1受光素子42及び第2受光素子44の内部又は外部に設けられた電流―電圧変換器により変換して出力される信号SPD1、SPD2は、マイクロコントローラ32に入力し、マイクロコントローラ32で信号SPD1、SPD2が分析され、外部駆動回路230への制御信号を出力する。外部駆動回路230は、制御信号を用いて半導体発光素子12の動作を制御する。
 以上のように、本実施の形態に係る光源装置300においては、マイクロコントローラ32を用いて、状態検出回路1から出力される信号を用いて光源装置300の動作状態を容易に診断することができる。
 続いて、図23を用いて、マイクロコントローラ32における信号処理の流れについて説明する。図23は、実施の形態3に係る光源装置300の動作状態を検出する動作を説明するフロー図である。
 まず、光源装置300の動作を開始する場合、初期に(i)状態検出回路1の第1受光素子42及び第2受光素子44に所定の電圧を印加する。
 次に、(ii)半導体発光素子12に所定の電力を印加して、第1受光素子42及び第2受光素子44からの出力電圧である信号SPD1、SPD2をマイクロコントローラ32で以下の順番で判定する。
 まず、(iii)第2受光素子44からの信号SPD2と基準値S2MINとを比較し、出力電圧SPD2がS2MINより大きい場合は次のステップに移行し、小さい場合は、出射光の光量である光束が不足している異常と判定し、エラー信号を出力する(viii)。
 続いて、(iv)第2受光素子44の信号SPD2と基準値S2MAXとを比較して、信号SPD2が基準値S2MAXより小さい場合は次のステップに移行し、大きければ、光束が異常に増大しているとして、エラー信号を出力する(ix)。
 続いて、(v)第1受光素子42の信号SPD1と基準値S1MINとを比較して、信号SPD1が基準値S1MIN。より大きい場合は次のステップに移行し、小さい場合は、散乱光不足として、エラー信号を出力する(x)。
 続いて、(vi)第1受光素子42の信号SPD1と基準値S1MAXとを比較し、出力電圧SPD1が基準値S1MAXより小さい場合は次のステップに移行し、大きい場合は散乱光異常増大としてエラー信号を出力する。
 上記の(iii)から(vi)までの判定を全てクリアした場合は、(vii)正常な動作状態と判定して、光源装置300の動作を継続し、所定の時間後にステップ(ii)に移行する。
 上記のように、マイクロコントローラ32の内部で、上記のフローに基づいて、信号SPD1、SPD2を判定することで、光源装置300の内部の動作状態を容易に検知することができる。
 続いて、図24から図26までを用いて、波長変換部材4の異常劣化を正確に検出する制御方法について説明する。
 図24は、実施の形態1に係る光源装置300の波長変換部材4の形状の変化と出射光92、94の変化を説明するための図である。ここで、出射光92は第1出射光72と第2出射光82とで構成される。出射光94は第1出射光74と第2出射光84とで構成される。図25及び図26は、図24に対応する出射光の光強度における光軸からの角度に対する依存性を示す模式図であり、図25は第1出射光72、74の光強度の角度依存性、図26は第2出射光82、84の光強度の角度依存性を示している。なお、図25及び図26の(a)、(b)及び(c)は、それぞれ、図24の(a)、(b)及び(c)に対応している。
 まず、波長変換部材4に異常劣化が発生した場合に、第1出射光72、74と第2出射光82、84に起こる光強度変化について説明する。波長変換部材4の異常劣化は、例えば、波長変換部材4の破損などによって発生する。図24において、図24の(a)は、正常な動作状態の波長変換部材4近傍の様子を示している。図24の(b)は、破損が始まった波長変換部材4近傍の様子を示している。図24の(c)は破損が進行した波長変換部材4近傍の様子を示している。
 波長変換部材4は、例えば支持部材6上に波長変換部材4が所定の厚みで固着されたものである。支持部材6としては、可視光の反射率が高く、熱伝導率の高い材料が好ましい。具体的には、シリコン基板の表面に銀合金膜と誘電体多層膜との積層膜からなる反射膜が形成されたものを用いることができる。また、波長変換素子2としては、例えば、蛍光体粒子をシリコーンなどのバインダに混合し、所定の厚みで支持部材6の上に塗布して硬化したものを用いることができる。
 図24の(a)において、波長変換素子2に集光して入射される伝搬光54の一部は、波長変換素子2の蛍光体粒子で散乱されて第1出射光72となって波長変換素子2から放射される。伝搬光54の他の一部は、蛍光体粒子で吸収されてピーク波長が540nm付近の蛍光である第2出射光82となって波長変換素子2から放射される。
 このとき、波長変換素子2における伝搬光54が照射される照射領域である発光部4a付近は、伝搬光54から第2の出射光82、84に変換される際のエネルギーロスであるストークスロスにより発熱し、局所的に温度が上昇する。
 この熱は、通常、支持部材6を介して基台50に放熱され、発光部4aの温度は一定以下となる。しかし、波長変換素子2への高エネルギー密度の光を連続照射するなどにより、意図しない波長変換素子2の異常な温度上昇が発生する場合がある。
 この場合、波長変換素子2を構成するバインダや蛍光体粒子の温度が急激に上昇するため、図24の(b)に示すように、波長変換部材4の一部に、例えば、バインダや蛍光体粒子の構造が破壊された変質部4cが生成される。
 このような場合、変質部4cにおける伝搬光54の第2出射光82、84への変換効率が、正常な発光部4aから変化する。このため、図24(a)と図24の(b)における矢印の長さに示すように、第1出射光72、74、第2出射光82の比率が変化する。つまり、図25の(a)と図25の(b)との比較に示すように、第1出射光74の光強度ピークが増加する。そして、図26の(a)と図26の(b)との比較に示すように、第2の出射光82の光強度が低下する。
 そして、さらに変質が進むと、図24の(c)に示すように、波長変換部材4に変質部4c付近が局所的にアブレーションされた変質部4dとなる。このような場合には、伝搬光54は、第2出射光82、84にほとんど変換されず、かつ散乱もされないため、図25の(b)と図25の(c)との比較に示すように、第1出射光74の光強度ピークが急激に増加し、図26の(b)と図26の(c)との比較に示すように、第2の出射光82の光強度が急激に低下する。
 上記において、本実施の形態の光源装置300は、第1受光素子42及び第2受光素子44に入射させる光として、検出範囲90に示す範囲の第1出射光72と第2出射光82とを検出する。つまり、光強度の出射方位依存性の大きい第1出射光74を受光することで生成される信号は、動作状態信号の信号量として極小化するか、もしくは用いない。このような構成において、図24の(a)、(b)、及び(c)に示す、波長変換部材4に発生する変質に伴う第1出射光72と第2出射光82との光強度の変化、つまり図25の(a)、(b)、及び(c)と、図26の(a)、(b)、及び(c)とに示す光強度変化を受光素子で検出することができる。上記の結果から、本実施の形態の光源装置300を用いることで、波長変換部材4に異常が発生した場合に受光素子を用いて、容易に検出することができる。
 そして、さらに図27、図28A及び図28Bを用いて、光強度の出射方位依存性の大きい第1出射光74を受光することで生成される信号を、動作状態信号の信号量として極小化することで、さらに正確に波長変換部材4の異常を正確に検出できることを示す。
 図27に、半導体発光装置10から同一の中心波長450nmの励起光54を出射する光源装置300を複数個製造し、第1出射光72及び74の出射光強度の出射角の角度依存性を比較した結果を示す。図27の角度0度は、波長変換部材4の表面に対して法線方向となる。図27では、3個の光源装置の出射光強度分布を比較した。本実験例の結果では、伝搬光54の一部の光が波長変換部材4で散乱され、表面側に光強度の出射方位依存性の小さい第1出射光72は、ほぼ強度が等しく、ランバート反射にしたがって、光強度の出射角依存性を有する出射光が得られた。一方で、入射角と相関のある出射角で出射する第1出射光74は、3個の光源装置では、異なる光強度74a、74b、74cとして検出された。これは、第1出射光74の光強度が波長変換部材4の表面状態の微小な変化に対して影響が大きいためである。このため、第1出射光74を、光源装置300の動作状態を検出する動作状態信号として用いる場合、光源装置ごとの初期値のばらつきが大きくなる。そこで、本実施の形態の光源装置においては、波長変換部材の異常を検出する方法として、第1出射光72もしくは第2出射光82の初期値を利用する。
 図28Aは、本実施の形態において、複数の光源装置の動作状態信号を第1出射光74を含まない光を受光素子で検出した場合の動作状態信号のばらつきを集計した結果の一例である。図28Bは、比較例において、複数の光源装置の動作状態信号を第1出射光74を含む光を受光素子で検出した場合の動作状態信号のばらつきを集計した結果の一例である。すなわち、図28Aは、第1出射光72の一部のみで信号SPD1を構成した場合の分布を示し、図28Bは、第1出射光72と74との一部を用いて信号SPD1を構成した場合の分布を示す。この結果から、特に、複数の光源装置において、基準値S1MAX、SIMIN、S2MAX、S2MINを用いて、光源装置の動作状態を判断する場合、より狭い範囲で、基準値S1MAX、SIMIN、S2MAX、S2MINを設定することができるので、正確に、光源装置の動作状態を判断することができる。
 以上のように、本実施の形態の光源装置においては、出射光の検出光検出角度範囲(検出光に用いる、出射光の角度範囲)を限定する。この構成により、光強度が出射角度に対して強い依存性を有する場合においても、製品毎に光強度が安定した角度範囲を限定して検出するため、検出光の光強度の精度を向上できる。したがって、波長変換部材4の劣化状態を正確に検出することが可能となる。
 (実施の形態4)
 以下、本開示の実施の形態4に係る光源装置について説明する。本実施の形態の光源装置は、マイクロコントローラが備えられ、マイクロコントローラが実装基板に実装されていることが特徴である。その他の部分に関しては、実施の形態1及び3の光源装置とほぼ同じであるため、異なる部分を中心に説明する。
 (光源装置の構成)
 実施の形態4に係る光源装置400の構成について、図29から図32を用いて説明する。
 図29は、実施の形態4に係る光源装置400の模式的な断面図であり、図中の下方に実装基板160の断面図を示す。また、図30は、実施の形態4に係る光源装置400を斜め上方から見た図であり、図中の右上に、波長変換部材4の近傍の拡大図を示す。また、図31Aは、実施の形態4に係る光源装置400の実装基板160に搭載される電気回路の回路ブロック図である。図31Aには、さらに、実装基板160を駆動するための外部駆動回路230、制御部240、バッテリーなどの電源250、ケーブルなどの外部配線180も記載している。また、図32は、実装基板160の回路レイアウトを説明するための図である。
 光源装置400において、半導体発光装置10は、基台50の波長変換素子2側に開口が開いた開口部に配置される。そして半導体発光装置10のリードピン16a、16bが基台50の反対側から、実装基板160に接続される。レンズ20aはホルダ260により保持され、位置調整をされた後、基台50に固定される。また、反射光学素子20bもホルダ262に保持され、位置調整をされた後、ネジ120により基台50に固定される。本実施の形態の光源装置400において、状態検出回路1の一部として、温度検出素子TH01と、2個の受光素子(第1受光素子42及び第2受光素子44)、抵抗R42、R41、R03、R04、R05が搭載される。また、光源装置400には、透過率の波長依存性が異なる第1光学フィルタ22及び第2光学フィルタ24が、第1受光素子42及び第2受光素子44と透光部材60の間に搭載される。そして、第1光学フィルタ22が第1受光素子42に、第2光学フィルタ24が第2受光素子44に位置合わせされて固定される。
 さらに、光源装置400において、半導体発光装置10、状態検出回路1、マイクロコントローラ32、及び外部接続部材166は、単一の実装基板160に実装される。そして、実装基板160は基台50の第1面50t側の一段内側の位置に、第1面50tと平行に配置される。本実施の形態において、実装基板160は配線層が4層の多層基板である。実装基板160の具体的な構成としては、図29の実装基板160の拡大断面図に示すように、第1配線層WL1、第1基材BL1、第2配線層WL2、第2基材BL2、第3配線層WL3、第3基材BL3、第4配線層WL4が交互に積層される。各配線層の一部はビア配線により接続される。そして最表面は、第1絶縁層CL1、第2絶縁層CL2により一部もしくは全部覆われる。そして、第1絶縁層CL1側にマイクロコントローラ32が実装され、第2絶縁層CL2側に温度検出素子TH01、第1受光素子42、第2受光素子44及び外部接続部材166が実装される。
 図29では、光源装置400の外部接続部材166に、さらに外部配線180が接続されたものを示す。光源装置400には、外部配線180から外部接続部材166に電力が供給され、一部の電力は実装基板160から半導体発光装置10に供給され、出射光52を出射する。出射光52は、レンズ20a、反射光学素子20bにより伝搬光54となり、波長変換素子2の発光部4aに集光される。発光部4aに入射した光は、第1出射光72と第2出射光82で構成される出射光92となり、透光部材60を通り、光源装置400から出射される。また一部の電力は実装基板160の外部接続部材166からマイクロコントローラ32に供給される。そして、半導体発光装置10の近傍に配置された温度検出素子TH01からの動作状態信号がマイクロコントローラ32に入力される。また、出射光92の光の一部は、透光部材60で反射され第1受光素子42及び第2受光素子44に入射し、第1受光素子42及び第2受光素子44からの信号はマイクロコントローラ32に入力される。
 本実施の形態において、図31Aに示すように、マイクロコントローラ32には、中央演算処理装置のほかに不揮発性メモリが搭載される。そして、さらに外部との通信が可能なトランシーバ機能を有する。そしてマイクロコントローラ32には、外部接続部材166の端子T4よりフィルタ回路NF1を介して、電力が供給される。マイクロコントローラ32は、供給された電力を変換して、状態検出回路1の第1受光素子42及び第2受光素子44にリファレンス電圧VREFを供給する。そして、マイクロコントローラ32は状態検出回路1の出力部と接続され、状態検出回路1から光源装置の動作状態の検出結果である動作状態信号、具体的には信号SPD1、SPD2、STH、SV1がマイクロコントローラ32に入力される。マイクロコントローラ32は状態検出回路1からの信号を演算し、光源装置の動作状態を判定し、その判定結果の情報を信号として出力する。さらに、マイクロコントローラ32の通信用端子は、外部接続部材166の端子T3とフィルタ回路NF2を介して接続される。そして、端子T3は、外部配線180により、例えば外部駆動回路230のマイクロコントローラ532と接続される。したがって光源装置400は外部駆動回路230と通信することができる。このため、光源装置400の動作状態に関する情報を外部駆動回路230等の外部装置で取得することができる。
 この構成により、状態検出回路1が、光源装置の発光機能に関する部品の動作状態を検出し、同一の実装基板の近傍に実装されたマイクロコントローラ32に検出結果を入力できる。したがって、状態検出回路1とマイクロコントローラ32の間の配線において、外部のノイズの影響や信号伝達の遅延が発生しにくいため、光源装置の動作状態を高速にかつ正確にマイクロコントローラ32に入力できる。そして、入力された検出結果をマイクロコントローラ32で演算することで光源装置の動作状態を制御信号として出力させることができる。また、本実施の形態において、マイクロコントローラ32と同一の実装基板に、外部と接続する外部接続部材が実装される。このため、マイクロコントローラと外部接続部材との間の配線において、外部のノイズの影響や信号伝達の遅延が発生しにくいため、マイクロコントローラ32での判定結果を外部に正確に高速に通信できる。そして、その情報に基づいて、外部駆動回路230を用いて、光源装置を高速に減光もしくは消灯することができる。このとき、光源装置の実装基板にはマイクロコントローラ32が搭載されているため、状態検出回路1からの動作状態信号を演算して、外部駆動回路を制御する制御信号を生成する制御アルゴリズムを自由に設定できる。
 さらに上記のマイクロコントローラ32と外部駆動回路との通信は、好ましくはデジタル信号により通信を行う。この構成により、光源装置400の動作状態に関する情報を、外部駆動回路230等の外部装置に正確に情報伝達させることができる。
 また、マイクロコントローラ32は、トランジスタ30のゲートへ制御信号である信号SFETを出力しトランジスタ30のオン、オフを制御する。このときマイクロコントローラ32は、状態検出回路1から入力された検出結果を演算することで光源装置の動作状態を制御信号として出力させることができる。その制御信号は、マイクロコントローラ32と同一の実装基板に実装されたトランジスタに入力し、トランジスタを制御することができるため、光源装置を高速に減光もしくは消灯することができる。このとき、光源装置の実装基板にはマイクロコントローラ32が搭載されているため、動作状態信号を演算してトランジスタを制御する制御信号を生成する制御アルゴリズムを自由に設定できる。また、上記のマイクロコントローラ32においては、マイクロコントローラ32に搭載されている不揮発性メモリに、状態検出回路1からの動作状態信号を演算したり、比較したりするための基準値が記憶される。この構成により光源装置400は状態検出回路1からの信号を用いてマイクロコントローラ32は、容易に光源装置の動作状態を判定することができる。
 このとき、上記の不揮発性メモリに、光源装置に出射光の光量に関係する受光素子の信号に対する基準値を記憶させることができる。また、不揮発性メモリに光源装置の温度に関係する温度検出素子の信号に対する基準値を記憶させることもできる。また不揮発性メモリに、光源装置に搭載する半導体発光装置の、駆動電流及び温度などの所定の駆動条件における出射光の光量の経時変化係数を記憶させることもできる。また不揮発性メモリに、光源装置の累積動作時間を記憶させることもできる。また不揮発性メモリに、光源装置の所定の温度に対する最大駆動電流値を記憶させることもできる。
 上記のように不揮発性メモリに、状態検出回路1がパラメータとする測定値に対する基準値を記憶させることで、マイクロコントローラ32は光源装置の状態検出回路1で検出した動作状態信号を演算し、その結果により、容易に判定をすることができる。
 ここで、図29においては、状態検出回路1の第1受光素子42及び第2受光素子44は、伝搬光54の進行方向に並んでいるように記載したが、図30に示すように、第1受光素子42及び第2受光素子44は、伝搬光54の進行方向に対して、交差するように並んで配置することが好ましい。このように配置することで、主軸91に対して該同一の出射角の出射光92を複数の受光素子に導くことができる。このため、例えば、該同一の出射角の第1出射光72と第2出射光82とを比較することができ、より正確に光源装置の動作状態を検出することができる。さらに波長変換部材4からの出射光92を第1受光素子42及び第2受光素子44に導くための導光開口部50cと50dとの開口部の形状は、第1受光素子42と第2受光素子44とでは異なるようにするほうが望ましい。また、導光開口部50cと50dとに配置される第1光学フィルタ22と第2光学フィルタ24の外形は、例えば正方形と矩形、平行四辺形と菱形などのように異なることが望ましい。この構成により光源装置400を製造する工程において、第1光学フィルタ22と第2光学フィルタ24との配置を間違えることを抑制することができる。
 続いて、図31A、図31B及び図32を用いて、本実施の形態の光源装置の電気回路をより詳しく説明する。図31Aに示すように、半導体発光装置10は光源装置400の外部接続部材166の端子T1とT2に接続される。このとき、半導体発光装置10のアノード端子は、端子T1に接続される。半導体発光装置10のカソード端子は、トランジスタ30に接続され、端子T2に接続される。またサージ保護素子としてツェナーダイオードZD01が半導体発光素子12に並列に接続され、実装基板160に実装される。本実施の形態においては、ツェナーダイオードZD01は半導体発光装置10の外部に配置されているが、半導体発光装置10に内蔵させてもよい。そして、端子T1、T2には、抵抗R41、R42が直並列に接続される。状態検出回路1の一部は、この抵抗R41、R42で構成され、実装基板160に実装される。抵抗R41とR42は動作状態信号である信号SV1を生成する。信号SV1は、半導体発光装置10のアノード端子とカソード端子に入力される端子電圧の分圧であり、端子電圧と相関のある信号である。そして、信号SV1は、同一の実装基板に実装されたマイクロコントローラ32に入力され、光源装置の動作状態をマイクロコントローラ32で判定する。上記の構成により、光源装置の動作状態を光源装置自体で高速に、かつ正確に判定することができる。
 また、上記の状態検出回路1の一部は、実施の形態1の変形例6と同様の回路構成で、センス抵抗を用いて端子電流を検知する検知回路に置き換えても良い。このとき状態検出回路1からは、半導体発光装置10に印加する電流に関係する動作状態信号である信号SC1を出力する。そして、信号SC1は同様に、マイクロコントローラ32に入力され、光源装置の動作状態を判定することができる。
 また、上記の状態検出回路1は、実施の形態1の変形例7と同様の回路構成で、トランジスタ30に印加される電圧を検知することで半導体発光装置10に印加する電流を検知する検知回路であっても良い。これにより、光源装置にセンス抵抗を搭載するのを省略することができる。
 本実施の形態の光源装置においては、マイクロコントローラ32の出力部はトランジスタ30と接続される。したがって、信号SV1もしくはSC1をマイクロコントローラ32に入力し、マイクロコントローラ32で上記信号を演算し、その結果を用いて信号SFETを出力し、信号SFETをトランジスタのゲートに印加することでトランジスタ30を制御することができる。
 これらの構成により、光源装置の半導体発光装置の内部、外部の電気配線もしくは半導体発光装置10の電気-光変換機能における異常を容易に検知することができる。そして、その結果を光源装置400に搭載されたマイクロコントローラ32で判定し、トランジスタ30に指示を送付することができる。したがって、本実施の形態の光源装置においては、状態検出回路1で光源装置自身の動作状態を正確に検知し、半導体発光装置に印加される電流量を高速で低減させることで、光源装置の動作状態を高速で変化させることができる。
 また、光源装置400のマイクロコントローラ32で行った演算結果は、マイクロコントローラ32からフィルタ回路NF2を通して、外部接続部材166の端子T3から信号SOUTとして外部駆動回路230に送付することもできる。外部駆動回路230では、受信した光源装置400からの信号を処理し、光源装置400の半導体発光装置10に供給する電力を自由に変更することができる。
 また、本実施の形態の実装基板160は、状態検出回路1の一部として、前述のように受光素子を含む回路が備えられる。具体的には、図31Aに示すように、第1受光素子42を含む状態検出回路1と、第2受光素子44を含む状態検出回路1の2種類の検知回路が搭載される。第1受光素子42と抵抗R03で構成される状態検出回路1は、第1受光素子42に入射する光の量に応じた動作状態信号である信号SPD1を出力する。第2受光素子44と抵抗R04で構成される状態検出回路1は、第2受光素子44に入射する光の量に応じた信号SPD2を出力する。そして、信号SPD1、SPD2はマイクロコントローラ32に入力される。この構成により、光的な異常を状態検出回路1で検知し、その結果をマイクロコントローラで判断することができる。そして、マイクロコントローラ32で判定した結果を用いて外部駆動回路と通信し、半導体発光装置に印加する電流量を調整する。また、マイクロコントローラ32から信号SFETを出力し、トランジスタ30を制御することができる。
 これらの構成により、光源装置の半導体発光装置の内部の光学部材、波長変換素子2の波長変換部材の発光部の電気-光変換機能における異常などにより発生する出射光異常を容易に検知し、その結果を光源装置400に搭載されたマイクロコントローラ32で判定し、トランジスタ30に指示を送付することができる。このため、半導体発光装置に印加される電流量を高速で低減させることができる。また、光源装置400のマイクロコントローラ32で行った演算結果は、マイクロコントローラ32からフィルタ回路NF2を通して、外部接続部材166の端子T3から信号SOUTとして外部駆動回路230に送付することもできる。外部駆動回路230では、受信した光源装置400からの信号を処理し、光源装置400の半導体発光装置10に供給する電力を自由に変更することができる。
 さらに、本実施の形態の光源装置400の状態検出回路1は、例えばサーミスタである温度検出素子TH01を備える。そして光源装置10の温度と相関がある動作状態信号を状態検出回路1から出力させることができる。状態検出回路1の温度検出素子TH01からの出力された動作状態信号である信号STHは、マイクロコントローラ32に入力される。そして、その信号を用いてマイクロコントローラ32にて演算を行い、光源装置の動作状態を判定することができる。マイクロコントローラ32は、その判定結果を用いて外部駆動回路と通信し、半導体発光装置に印加する電流量を調整する。また、マイクロコントローラ32は信号SFETを出力し、トランジスタ30のゲートに入力する。このゲートに入力された信号SFETにより、トランジスタ30は半導体発光装置10の入力電力を制御する。
 上記の構成により光源装置の温度情報を動作状態検出回路で検知し、半導体発光装置に印加する電力を制御することができる。したがって、光源装置400の温度変化を検出し、半導体発光装置の駆動電流の制御を行うことができる。
 さらに、不揮発性メモリを利用して、複数の光源装置に対しても、各々、動作状態を正確に検出することもできる。複数の異なる光源装置においては、同じ駆動電流においても光源装置の出射光の光量・波長がわずかに異なることや、同じ光量に対して受光素子の感度がわずかに異なることがある。このために、同じ駆動電流においても受光素子から出力される信号値は、同じ動作状態においても、光源装置ごとにバラツキを持ってしまう。本実施の形態においては、この光源装置ごとに異なる受光素子から出力される信号値を、光源装置毎のモジュール間ばらつき補正係数を使用し演算を行うことで、光源ごとの個体差を補正することができる。
 具体的には、出荷前に、ある光源装置において特定の動作条件(環境温度、駆動電流)における受光素子から出力される信号値を測定し、標準となる光源装置における受光素子から出力される信号値との比を、モジュール間ばらつき補正係数として算出する。そして、上記の不揮発性メモリに、あらかじめ、光源装置毎のモジュール間ばらつき補正係数と、温度検出素子から出力される信号値を温度に変換する温度変換式と、受光素子から出力される信号値の温度依存性を補正する温度補正式とを記憶させておく。
 上記の不揮発性メモリに記憶させたモジュール間ばらつき補正係数と、温度変換式と、温度補正式を用いて光源装置の動作状態を検出することで、動作状態を正確に判断することができ、光源装置の動作状態が異常な場合は、光源装置の駆動電流を遮断することができる。
 具体的には、図31A及び図31Bに示すように、まず、マイクロコントローラ32に入力される、受光素子から出力される信号値SPD1,SPD2に対してモジュール間ばらつき補正係数を乗算することで正規化した正規化値NSPD1、NSPD2を求める。続いて、マイクロコントローラ32に入力される温度検出素子の信号値STHに対して温度変換式を用いて温度を求め、得られた温度と温度補正式を用いて温度補正係数を求める。そしてマイクロコントローラ32にて、正規化値NSPD1、NSPD2に対して温度補正係数で演算を行い、この演算結果とあらかじめ決められた基準値を比較し、異常の有無を判定する。
 上記の温度補正式は、好ましくは、光源装置の動作条件(駆動電流)に対応した補正式とし、光源装置の駆動電流に基づいてマイクロコントローラ32が演算する。
 上記の構成により、光源装置の動作状態を正確に検出し判断することができるため、光源装置の動作状態が正常な状態の場合には、光源装置を動作させ、異常の状態の場合には、光源装置を正確に遮断させることができる。
 光源装置400のマイクロコントローラ32で行った演算結果は、マイクロコントローラ32から、外部接続部材166の端子T3から信号SOUTとして外部駆動回路230のマイクロコントローラ532に送付することもできる。このとき、マイクロコントローラ532側からマイクロコントローラ32側に信号SINを送付し、その信号に応じてマイクロコントローラ32側からマイクロコントローラ532側に信号SOUTを送付する方法を用いてもよい。外部駆動回路230では、受信した光源装置400からの信号SOUTをマイクロコントローラ532で処理し、その結果を制御部240と通信しつつ、バッテリー250より供給される電力Vから、降圧回路501とセンス抵抗を用いて所定の電流IOPと電圧VOPを生成し、光源装置400の端子T1に入力する。このようにして、マイクロコントローラ32は、光源装置400外部の外部駆動回路230を用いて、トランジスタ30とは別に、光源装置400の半導体発光装置10に供給する電力を自由に変更することができる。なお、外部駆動回路230では、降圧回路502により所定の電圧VINを端子T4から光源装置400へ入力し、マイクロコントローラ32の電源とする。
 続いて、図32を参照しながら、本実施の形態の光源装置400に搭載される実装基板160の各配線層のレイアウトについて説明する。
 図32は、実施の形態4に係る光源装置400の実装基板160の構成を説明するための概略図である。本実施の形態の実装基板160において、配線層は、第1配線層WL1、第2配線層WL2、第3配線層WL3、及び第4配線層WL4の4層が形成される。そして、内側部分の第2配線層WL2もしくは第3配線層WL3のいずれかがグラウンド(GND)配線である。この構成により、異なるデジタル信号線の間にグランド配線を配置することができる。このため、互いの信号線のノイズが相互に影響し、クロストークによる信号線の信号が劣化するのを抑制する。
 さらに、内側部分の第2配線層WL2もしくは第3配線層WL3のうち、片側をグラウンド(GND)配線として、他方を、半導体発光装置10に大電流を流すためのプリント配線とする。この構成により、大電流を流すために形成する導電膜幅が広い配線を内部に形成することができ、表層側の基材と配線層との密着性が悪くなることを抑制することができる。
 図32においては、第2配線層WL2にグラウンド配線が形成され、第3配線層WL3に、半導体発光装置10のアノード端子とカソード端子と接続されるプリント配線162A、162Cの大部分が形成される構成である。そして、第1配線層WL1の表面にはマイクロコントローラ32が実装される。また、第1配線層WL1の表面には、トランジスタ30も実装される。
 この構成により、マイクロコントローラ32が実装される第1配線層WL1と、他の配線層である第3配線層WL3及び第4配線層WL4とが、グラウンド配線である第2配線層WL2により分離される。このため、マイクロコントローラ32が外部の配線からノイズのクロストークを受け、誤動作をする可能性を低減できる。さらに、マイクロコントローラ32とトランジスタ30とは同一の実装基板の同一の配線層に実装される。したがって、マイクロコントローラ32からの信号をトランジスタ30に高速に伝達することができるため、光源装置400に異常が発生したときに、光源装置400を高速に停止させることができる。
 また、実装基板160の第4配線層WL4の表面には、第1受光素子42及び第2受光素子44ならびにサーミスタTH01を含む状態検出回路1が形成される。このとき、平面視で、第1受光素子42及び第2受光素子44と半導体発光装置10との間にマイクロコントローラ32が設置されている。この構成により、光源装置において、容易に半導体発光装置とマイクロコントローラと受光素子を配置するとともに、光源装置において受光素子を発熱源である半導体発光装置から離れた位置に配置することができる。このため、受光素子が半導体発光装置の発熱の影響を受けて温度上昇し、受光素子から出力される動作状態信号に誤差を生じることを抑制することができる。
 また、実装基板160において、平面視で、半導体発光装置10との接続部分とマイクロコントローラ32の実装位置との間に例えばサーミスタである温度検出素子TH01が設置される。この構成により、温度検出素子を半導体発光装置に近接して配置させることができるとともに、半導体発光装置と温度検出素子との間の他の発熱源であるマイクロコントローラが配置されないため、温度検出素子を用いて半導体発光装置の温度測定を高精度に行うことができる。さらに、温度検出素子を用いて半導体発光装置の温度変化を高速に検知することができる。
 なお、図32の実装基板160において、マイクロコントローラ32の周辺にはフィルタ回路NFが配置され、マイクロコントローラ32と接続される。これによりマイクロコントローラ32に入力される動作状態信号のノイズを低減することができる。
 上記の実装基板160において、好ましくは、実装基板160は、曲げ部分のない平面板で構成されることが好ましい。このようにすることで、実装基板の機械強度の低下を抑制することができ、また容易に実装基板を製造することができる。そして、実装基板160は、基台50の固定面である第1面50t側の第1面50tよりも一段内側の部分の固定面に固定される。この構成により光源装置を、表面が平面の外部放熱器と、光源装置の固定面である第1面50tとを面で接触させて固定させることができる。したがって、光源装置から外部放熱器への放熱経路を容易に構成することができる。
 また、実装基板160に実装される外部接続部材166は、実装基板160の平面方向に平行な方向、つまり図29の矢印166aの方向に挿抜されるコネクタであることが好ましい。この方向に挿抜する外部接続部材を用いることで、厚み方向、つまり第1面50tに対して垂直な方向(紙面上下方向)に薄い外部接続部材を用いることができ、光源装置の薄型化が実現できる。さらにこの方向に挿抜する外部接続部材を用いることで、外部接続部材の上部に基台50の第2面50sを有する台座50dを配置できるため小型の光源装置を実現できる。また、同一の実装基板に、半導体発光装置と受光素子を実装し、出射光を反射する反射光学素子20bと透光部材60を用いた光学系を用いた光源装置とすることで、光学系の光路が、第1面50tに垂直な方向に薄い小型の光源装置を実現できる。
 続いて、図33及び図34を用いて、光源装置400を用いた投光装置900の実施の形態を示す。
 図33は、実施の形態4に係る光源装置400を用いて構成した投光装置900の構成を示す概略断面図である。また、図34は、実施の形態4に係る光源装置400を用いて構成した投光装置900の製造方法を説明するための概略図である。
 投光装置300において、光源装置400には、第1面50t側に配置される放熱プレート931と放熱フィン932からなる外部放熱器930に精度良く位置合わせするための基準孔146aと、基準孔146aと対になる長孔146bとが設けられる。
 そして、光源装置400は、光源装置の第1面50t側が外部放熱器930に設置面930bに接するように配置され、基台50の周辺部分に形成された貫通孔140A、140B、140C、140Dによりネジ(図示せず)などで固定される。さらに、投光装置300において、光源装置400の基台50の第2面50sには、例えばパラボリックミラーである投光光学部材910が固定される。このとき、投光光学部材910には、固定部910aが形成され、この固定部910aに形成された2つの基準ピン910bと光源装置400の基台50の第2面50sに形成された基準孔146a、長孔146bとが合わせられる。そして、2つの開口部910cと、基準孔146aと同一の面に形成されたネジ穴130a及び130bとが、2つのネジ422により、光源装置400と投光光学部材910とが固定される。このように、本実施の形態の光源装置400を用いることで、投光装置900に必要な放熱器及び投光光学部材を光源装置400に容易に位置合わせして固定することができる。したがって、投光装置900を簡単に構成及び製造することができる。また、光源装置400の第1面50tが外部放熱器930に固定されているため、半導体発光装置10で発生した熱を第1面50tから放熱器930の放熱プレート931に容易に放熱できる。そして放熱プレート931に伝熱された熱は放熱フィン932で外気に放熱される。したがって、半導体発光装置10の温度上昇を容易に低減することが可能となる。
 続いて、本実施の形態の光源装置400の実装基板160以外の部分について詳細に説明する。
 図35は、光源装置400の波長変換部材4、第1受光素子42及び第2受光素子44近傍を拡大した部分拡大断面図である。半導体発光装置10の半導体発光素子12からは、例えば波長450nmであるレーザ光である出射光52が放射し、伝搬光54に変換される。波長変換素子2の発光部4aに入射した伝搬光54は、第1出射光72と第2出射光82とが混色した出射光92として放射される出射光92の一部は透光部材60で反射され、反射光96として、第1受光素子42及び第2受光素子44に向かう。反射光96は、透光部材60で反射された第1出射光である第1反射光76と透光部材60で反射された第2出射光である第2反射光86とで構成される。そして、反射光96は、第1光学フィルタ22、第2光学フィルタ24を通過し第1受光素子42及び第2受光素子44に到達する。
 このとき、反射光96は、基台50に形成された導光開口部50c、50dを通って第1光学フィルタ22、第2光学フィルタ24に到達する。このとき導光開口部50c、50dは、好ましくは、第1受光素子42及び第2受光素子44に向かって小さくなるように構成される。この構成により、反射光96は導光開口部50c、50dの側面を多重反射しながら第1受光素子42及び第2受光素子44に向かうため、効率よく反射光96を第1受光素子42及び第2受光素子44に導くことができる。
 図36は、波長変換素子2及びその近傍を拡大した模式的な部分拡大断面図である。波長変換素子2は、支持部材6と、支持部材6に配置された波長変換部材4とを備える。波長変換部材4は、希土類元素で賦活された蛍光体材料を含む。そして、蛍光体材料は、伝搬光54の少なくとも一部を吸収し、伝搬光54と波長が異なる蛍光を波長変換された光として出射する。
 波長変換素子2が設置される基台50の表面は凹凸が形成される。そして、基台50の表面には、例えば錫(Sn)もしくはニッケル(Ni)メッキ層からなる接合層51が形成される。波長変換素子2の支持部材6は、例えばシリコン基板で構成され、波長変換部材4側の表面及び基台50側のいずれの表面にも凹凸が形成される。そして、波長変換部材4側の表面には、例えばAg及び誘電体多層膜からなる反射膜6aが形成される。そして支持部材6の基台50側の表面には、例えば、チタン、白金、金からなる接合層6bが形成される。支持部材6の反射膜6aの表面には、例えば、セリウム賦活イットリウム・アルミ・ガーネット蛍光体である蛍光体材料が、シルセスキオキサンからなる透明結合材と混合されたものからなる波長変換部材4が形成される。
 また、支持部材6と基台50とは、それぞれの表面に形成された接合層6b、接合層51と、例えば、錫、銀、銅からなる低融点半田材料などである接着部材7により接着される。
 つづいて、上記構成の光源装置400において、動作中に波長変換部材に異常が発生した場合の検知方法について図を示しながら説明する。
 図37A~図37Cは、光源装置の半導体発光装置の動作条件と波長変換部材から放射される出射光の光量である光束との関係を示す概念的な図である。図37Aは、光源装置400の半導体発光装置10に印加する電流量と、光源装置から出射する出射光の光束との関係を示している。光源装置の光束は、光源装置に印加する電流量に対して閾値Ithを有して出射され、閾値Ithを越える電流量の増加に伴い光束が急激に増える特性がある。今、電流量IOPに対して光束ΦOPが出射されるとする。図37Bは、光源装置400、つまり半導体発光装置10の温度と光源装置から出射される光束との関係を示している。通常の動作時には電流量IOPに対して光束ΦOPが出射されるが、光源装置の温度が上昇すると光束が低下し、動作保証上限温度THIのとき光束ΦOP(HT)となる。また、光源装置の温度が低下すると光束が増加し、動作保証温度下限温度TLOWのとき光束ΦOP(LT)が出射される。
 一方で、動作時間に対しても光束は変化する。図37Cは、光源装置400を動作させた時間と、出射光の光束との関係である。光源装置400の光束は、動作初期時間tINIには光源装置の光束は光束ΦOP(INI)得られるが、動作を継続するに従い、光束が徐々に低下し、動作保証期間後の時間tENDでは光束ΦOP(END)となる特性がある。このように、光源装置の波長変換部材から出射される光量は、波長変換部材の異常だけでなく、光源装置の通常の動作中に発生する環境変化、つまり印加する電流量の変化、光源装置の温度の変化、光源装置の動作時間の変化に対しても変化する。この光束の変化は、受光素子に入射する光量の変化となり、受光素子から出力される動作状態信号である信号SPD1、SPD2の変化となる。したがって、これらの通常の動作中に発生する環境変化による信号SPD1、SPD2の変化ではマイクロコントローラ32は異常と判断せず、波長変換素子2が破損したときは異常と判断する基準値S1MAX、S1MIN,S2MAX、S2MINの設定が必要となる。
 次に、光源装置10の波長変換部素子2が破壊した場合に、基準値S1MAX、S1MIN,S2MAX、S2MINで判定する例について、図38A~図38Cを用いて説明する。図38Aは、光源装置400が正常に動作している様子を示す。図38Bは、光源装置400の波長変換素子2から波長変換部材4が完全に剥離した場合を示す図である。図38Cは、波長変換素子2ごと、基台50から剥離した場合について示す図である。
 図39、図40A及び図40Bは、実施の形態4に係る状態検出回路1の検出結果の例を説明する図である。より具体的には、図39、図40A及び図40Bには、光源装置400の動作状態ごとに受光素子に入射される信号量を実際に測定した結果が示されており、また、その結果を元に、図23のアルゴリズムに沿って(iii)~(vi)の判定を行った結果が示されている。このとき、状態検出回路1の第1受光素子42、第2受光素子44で抽出した信号SPD2、SPD1は、図39の(A)の欄にあるように100で規格化した。また、このときの基準値S2MIN、S2MAX、S1MIN、S1MAXとして、それぞれ50、150、70、130を用いた。図39において、(A)は正常な動作状態で環境温度が室温(25℃)、かつ、印加電流がIOPである、(B)は正常な動作状態で環境温度が低温(-40℃)、かつ、印加電流がIOPである、(C)は正常な動作状態で環境温度が高温(+80℃)、かつ、印加電流がIOPである、(D)は正常な動作状態で環境温度が室温(25℃)、かつ、印加電流IOPで500時間連続動作した後、(E)は光源装置が異常状態、かつ、波長変換素子が図38Bの状態、(F)は光源装置が異常な動作状態、かつ、波長変換素子が図38Cの状態、(G)は光源装置が異常な動作状態、かつ、波長変換素子が図24の(b)の状態、(H)は光源装置が異常な動作状態、かつ、波長変換素子が図24の(c)の状態の場合を示す。
 この結果により、動作状態(B)、(C)、(D)は、いずれも状態検出回路1からの信号により正常と判断される。一方、動作状態(E)、(F)、(H)は、信号SPD2により異常と判断される。また、動作状態(G)は、信号SPD1により異常と判断される。上記構成により、第1出射光の光量と、第2出射光の光量とで、正常な動作状態及び異常な動作状態を判定することができる。
 さらに、図40Aは、基準値S2MIN、S2MAX、S1MIN、S1MAXとして、それぞれ70、150、70、130とした場合について示す。この場合には、第2出射光の光量のみで、正常な動作状態及び異常な動作状態を判定することができる。
 なお、上記構成のほかに、基準値の設定を適当な値に変更することで、第1出射光の光量のみで正常な動作状態及び異常な動作状態を判定してもよい。また、第2出射光の光量のみで正常な動作状態及び異常な動作状態を判定することもできる。
 この構成により、蛍光体で散乱される出射光である第1出射光と、蛍光体で変換され出射される蛍光である第2出射光との少なくとも一方の光量を検出し動作状態信号としてマイクロコントローラに入力することで、蛍光体の破損状況を正確に抽出し判定することができる。そして、その判定結果を用いて、光源装置400内部に搭載されたトランジスタ30を用いて高速に停止させることもできる。さらに、マイクロコントローラ32から外部配線を用いて、外部に接続した駆動回路を用いて光源装置400を停止させることができる。
 なお、上記構成のほかに、基準値の信号の設定を適当な値にすることで、第1出射光の光量のみで正常な動作状態及び異常な動作状態を判定してもよい。
 さらに、上記構成の光源装置において、蛍光体で散乱される青色光である第1出射光と、波長変換部材で変換され出射される蛍光である第2出射光との光量を、動作状態信号としておのおのマイクロコントローラに入力し、第1出射光と第2出射光との比率を演算することで、光源装置の動作状態の一つである波長変換部材の破損状況をより正確に抽出することができる。つまり、波長変換部材に吸収されて変化される光と吸収されない光の比率を検知することで、波長変換部材の変換効率の変化を精密に抽出して、判定することができる。
 さらに、図40Bは、図31Bのアルゴリズムを用いて、光源装置の動作状態を判定する場合の実験結果の例を示す。まず図40B(a)は、光源装置を作製し、駆動電流を0A、0.7A、1.0A、1.5A、2.0A、2.3Aと変換させ、環境温度を-40℃から約110℃まで変化させたときに、受光素子から出力された信号値を検出した結果である。このとき受光素子には、蛍光である第2出射光が主に入射されるように構成されている。信号値は、駆動電流が大きくなると、図37Aに示す出射光の光束との関係に沿って増加する。そして、温度が高くなると、図37Cに示す出射光の光束との関係に沿って減少する。このとき、光源装置に印加する駆動電流は、図37Dに示すような温度TOPL以上、TOPH以下の駆動とし、半導体発光装置の劣化を抑制した。
 このような、高範囲の駆動電流、環境温度で光源装置を動作させる場合、受光素子から出力される信号値は、出射光の変動に伴い、非常に大きい。したがって、異常を検知する基準値を決定しにくい。
 一方で、図40B(b)は、図40B(a)に示す信号値SPD2を、あらかじめ決定した変換式で変換した値を示す。このとき温度補正係数はP/(αT+βT+γ)(P、α、β、γは任意の係数。Tは温度検出素子から得た環境温度)で演算した。この結果、変換した値は、光源装置の駆動電流、環境温度に関わらず、ほぼ一定となり、図40B(b)においては、例えば基準値S2MAXを1500、S2MINを500とするなど、容易に決定することができる。なお、図40B(b)の実験例においては、駆動電流0.7Aで環境温度70℃以上の場合は、変換した値においても変動が大きい。これは、図37Aに示す閾値Ithの光源装置毎の変動の影響である。したがって、光源装置の駆動条件として、環境温度に沿って駆動電流の下限を決定することが好ましい。
 上記のような構成により、光源装置の動作状態を正確に検出し、光源装置に異常が発生した場合に正確に動作を停止させることができる。
 なお、図40Bの変換においては、駆動電流0Aのときに検出されている受光素子からの信号のバックグラウンド成分を差分し、より正確に信号値を変換した。
 (実施の形態4の変形例1)
 実施の形態4の変形例1に係る光源装置について、図41を用いて説明する。
 図41は、実施の形態4の変形例1に係る光源装置に搭載される実装基板160の回路ブロック図を示す。実装基板160は、図31Aの回路ブロック図と異なり、トランジスタ30と半導体発光装置10のアノード端子とを接続するプリント配線と、トランジスタ30と半導体発光装置10のカソード端子とを接続するプリント配線とに並列で接続される。このため、定常状態での動作時に、トランジスタ30に電流が流れないため、消費電力を増やさずに機能安全を実現することができる。
 また、本変形例においては、マイクロコントローラ32の外部に、不揮発性メモリが、さらに配置される。この構成により、不揮発性メモリとマイクロコンピュータの中央演算処理装置とを別々に設計し配置できるため、より自由に発光装置を構成できる。
 (実施の形態4の変形例2)
 続いて、実施の形態4の変形例2に係る光源装置について、図42から図44を用いて説明する。本変形例は実施の形態4とほぼ同じ構成であるため、異なる部分を中心に説明する。
 図42は、光源装置400の波長変換素子2及び第2受光素子44の近傍を拡大した図である。本変形例では、説明を容易にするため、第1受光素子42、第2受光素子44、第1光学フィルタ22、及び第2光学フィルタ24のうち、第2受光素子44及び第2光学フィルタ24のみを記載する。
 本変形例において、基台50には、波長変換素子2が配置される位置の面に凹部50eが形成される。また、基台50には、実施の形態4等と同様に導光開口部50cが形成されるが、波長変換素子2側に貫通孔よりも大きい凹部が形成され、その凹部に第1光学フィルタ22が配置される。そして、波長変換素子2はホルダ264に固定され、さらにホルダ264は凹部50eの中にネジ222、224により固定される。このとき、図36の実施の形態4で説明したように、ホルダ264を、例えばアルミニウム合金の表面に、例えば錫でメッキをしたものを用いて、波長変換素子2とホルダ264とを低融点半田で固定するのが好ましい。この構成により、波長変換素子2を基台50に直接半田固定することが不要になるため、基台50の表面メッキ処理が不要になり、より自由に、基台50の材料を選択することができる。
 また、基台50には、波長変換素子2が配置される側から、第2光学フィルタ24が挿入され、接着剤等で固定される。この構成により、波長変換素子2と、第2光学フィルタ24とを同じ面から基台50に固定することができるため、光源装置400の製造が容易になる。
 さらに、波長変換部材4近傍の基台50の表面は、板状の金属部品である基台カバー170で覆われる。基台カバー170は、好ましくは、アルミニウム合金、ステンレスなどの金属で構成される。そしてさらに好ましくは、表面に表面平均粗さが出射光の波長と同程度の算術的平均粗さ0.5μm以上の凹凸が形成される。そして、さらに好ましくは、基台カバー170は、波長変換素子2から出射される出射光94の進行方向に対向するように曲げられ、出射光94が基台カバー170の表面に照射されるように構成される。この構成により、出射光94が保持部材152に照射されないように、基台カバー170で遮光することができる。
 さらに好ましくは、基台カバー170は、ホルダ264の基台50側と反対側の表面の一部もしくは全部を覆う。この構成により、ホルダ264を基台50に固定するネジ222、224が緩んだ場合でも基台50から外れるのを抑制することができる。さらに、基台カバー170は、第2光学フィルタ24の基台50側と反対側の表面の一部もしくは全部を覆う。この構成により第2光学フィルタ24を基台50に固定する接着剤の接着性能が低下した場合でも基台50から外れるのを抑制することができる。つまり基台カバー170を用いて、光源装置400をより堅牢に構成することができる。
 本変形例においては、図43及び図44に示すように、半導体発光装置10及びその近傍も異なる。
 図43は、実施の形態4の変形例2に係る半導体発光装置10及びその近傍の拡大断面図であり、図44は、実施の形態4に係る半導体発光装置10及びその近傍の拡大断面図である。半導体発光装置10において、パッケージ14は、鉄で構成されるベース14aと、銅で構成されるヒートシンク14bと、リードピン16a及び16bとで構成される。そして、半導体発光素子12をヒートシンク14b上に実装し、透光部材18が固定された金属缶15を、ベース14aに溶接することで構成される。
 図44の実施の形態4では、基台50の波長変換素子2側に凹部を形成して、半導体発光装置10を配置した。その結果、放熱経路410は、半導体発光素子12からヒートシンク14b及びベース14aを通り、ベース14a下面から基台50に放熱される。
 これに対して、本変形例においては、パッケージ14は、ベース14aとヒートシンク14bとが同じ銅で一体に構成されたものを用いる。さらにベース14aには、鉄で構成される溶接台14cが形成され、レンズ20aが固定された金属缶15がベース14aの溶接台14cに溶接され固定される。このようにしてなる半導体発光装置10では、基台50に、実装基板160が配置される側から形成された凹部つまり開口部50mに、例えば圧入でベース14aが基台50に固定される。このとき、ベース14aから基台50への放熱経路412は、ベース14aの側面から基台50側へと長い距離となるが、ベース14aの材料として、熱伝導率70W/mKの鉄よりも5倍以上の熱伝導率を有する無酸素銅(390W/mK)を用いるため、実施の形態4と比較して、半導体発光素子12の温度上昇は同等以下にできる。さらに、半導体発光装置10と実装基板160との間に、基台50の一部が入らないため、半導体発光装置から実装基板160上のリードピン16a、16bとの接合部分までの厚みH2を薄くすることができる。このように、実装基板160を3層以上とすることと、本変形例の半導体発光装置の固定方法を組み合わせることで、光源装置400の幅方向及び厚み方向を小さくすることができる。さらに本変形例においては、半導体発光装置110にレンズ20aが組み込まれているため、さらに薄型にできる。つまり、半導体発光素子12とレンズ20bとの距離H1を短くすることができる。さらに距離H1を短くすることで、レンズ20bの有効径を小さくすることができ、反射光学素子20bへ向かう出射光54のビーム径を小さくできる。この結果、反射光学素子20の大きさを小さくし、光源装置10の大きさをさらに小さくすることができる。さらに図43の変形例2に示すように、反射光学素子20bの反射面として半導体発光装置10が配置されている方向と反対の面を用いる。この構成によりレンズ20aから反射光学素子20bの最も離れた位置までの距離H3を短くすることができるため、光源装置をさらに小型化することができる。
 (実施の形態4の変形例3)
 続いて、図45を用いて実施の形態4の変形例3の光源装置10について説明する。
 図45は、実施の形態4の変形例3に係る光源装置400の波長変換素子2及び第2受光素子44の近傍を拡大した図である。本変形例では、説明のため、第1受光素子42、第2受光素子44、第1光学フィルタ22、及び第2光学フィルタ24のうち、第2受光素子44及び第2光学フィルタ24のみを記載する。
 本変形例において、透光部材60が波長変換部材4に対して、傾斜を有するところが異なる。この構成により、透光部材60を反射して、第2受光素子44に入射する光の光軸の調整をより自由に行うことができる。
 特に、透光部材60の両側の表面である表面60a、60bから反射してくる光を、より自由に第2受光素子44に入射させることができる。例えば、変形例2の構成と比較し、第2光学フィルタ24に入射してくる第1反射光76及び第2反射光86の入射方向を第2光学フィルタ24の表面に対して、より垂直に近い方向から入射させることができる。このため、第2光学フィルタ24を通過して第2受光素子44に導かれる第2出射光88の光路などを、より簡易に設計することができる。
 本実施の形態においては、さらに基台カバー170が波長変換素子2の周辺を覆う。つまり基台カバー170には開口部170aが形成され、その開口部から波長変換部材4のみが露出する構成とする。この構成により、波長変換素子2の発光部4a付近以外に光が照射しても、基台カバー170で散乱させるように構成することができる。したがって、第1受光素子42もしくは第2受光素子44に入射する第1反射光76、第2反射光86の光量の変化を検出して、光源装置の動作状態を検出することができる。
 さらに、基台カバー170は、開口部170a付近で、波長変換素子2の表面に接していてもよい。そして、基台カバー170は基台50にネジ322で固定される。この構成により波長変換素子2と基台50との接着部の接着機能が低下した場合においても、波長変換素子2は、基台カバー170により基台50に強固に固定させることができる。したがって、波長変換素子2自体が基台50から外れて、光源装置の動作状態が瞬間的に変化することを抑制することができる。したがって光源装置が異常な動作状態の程度が小さい間に、動作状態検出回路で異常と判定し、マイクロコントローラ等にフィードバックすることができる。
 また、本実施の形態においては、保持部材152の開口部152aは、基台50側に段差部を有する。そして、透光部材60は開口部152aに接着剤360で固定される。この構成により透光部材60を固定する接着剤360が劣化し、透光部材60が外れたとしても、透光部材60は、基台50側に移動する。したがって、出射光92の光路から瞬間的に消失することを抑制することができる。したがって光源装置が異常な動作状態の程度が小さい間に、動作状態検出回路で異常と判定し、マイクロコントローラ等にフィードバックすることができる。
 また、図45に示すように、透光部材60は、保持部材152と基台カバー170とで挟みこむように構成してもよい。この構成により、受光素子に出射光92を導く透光部材60を堅牢に固定することができる。
 (実施の形態4の変形例4)
 続いて、図46Aを用いて実施の形態4の変形例4の光源装置10について説明する。
 図46Aは、実施の形態4の変形例4に係る光源装置400の波長変換素子2及び第1受光素子42の近傍を拡大した図である。本変形例では、説明のため、第1受光素子42、第2受光素子44、第1光学フィルタ22、及び第2光学フィルタ24のうち、第1受光素子42と第1光学フィルタ22のみを記載する。
 本変形例においては、変形例3と比較し、カバーユニット150の保持部材152が透光部材60の外部側の表面60b側をより覆うように構成される。そして波長変換素子2から出射される光のうち、第1受光素子42に向かう光が、カバーユニット150の保持部材152の開口部152aの表面で反射するように設計する。本変形例の構成により、透光部材60を反射して、第1受光素子42に入射する光量の調整をより自由に行うことができる。また、この構成により、波長変換素子2から出射されて第1受光素子42に向かう光の光路中の表面60bの領域が覆われているため、光源装置の外部からの外乱光が透光部材60を通過して、第1受光素子42に入射し、光源装置が正常な状態にも関わらず、異常と判定する信号を状態検出回路が出力することを抑制することができる。
 (実施の形態4の変形例5)
 続いて、図46Bを用いて、実施の形態4の変形例5の光源装置400について説明する。
 本変形例において、基台50には、波長変換素子2が配置される位置の面に凹部50eが形成される。また、基台50には、実施の形態4等と同様に導光開口部50cが形成されるが、波長変換素子2側に貫通孔よりも大きい凹部が形成され、その凹部に第2光学フィルタ24が配置される。そして、波長変換素子2は凹部50eの中に固定される。このとき波長変換素子2は凹部50eに接着剤や半田などにより固定される。このとき、基台カバー170は、波長変換部材4の表面の一部もしくは全部を覆う。この構成により波長変換素子2を基台50に固定する接着剤の接着性能が低下した場合でも基台50から波長変換素子2が外れるのを抑制することができる。つまり基台カバー170を用いて、光源装置400をより堅牢に構成することができる。
 なお、上記実施例及び変形例において、基台カバー170はアルミニウム合金の板の表面に黒色のアルマイト加工をしたものや、ステンレスの板の表面に黒色塗料を形成したものを用いてもよい。この構成により、より第1出射光74の減衰を促進させることができる。
 (実施の形態4の変形例6)
 続いて、図47を用いて、実施の形態4の変形例6の光源装置400について説明する。
 図47は、実施の形態4の変形例6に係る光源装置400の構成を説明する図である。
 本変形例において光源装置400の実装基板160の回路レイアウトが異なる。実装基板160に実装されるマイクロコントローラ32は、外形が略正方形または略矩形であり、実装基板160の長辺方向とマイクロコントローラ32の全辺とが非並行となるように配置されている。
 この構成により、マイクロコントローラ32からの多数配線の引き出しが容易となり、スペースを有効利用することで、の周辺回路を実装基板160上で、より自由に設計することができる。そして、実装基板160の平面視で幅方向の長さを狭くすることができる。その結果、光源装置400を小型化することができる。具体的には、図47に示すように、マイクロコントローラ32の4辺に、実装基板160の短軸方向の長さを変化させずに4つのフィルタ回路NFを配置できる。したがって、実装基板160の機能を向上させるとともに、光源装置400の小型化を実現できる。
 (実施の形態5)
 実施の形態5に係る光源装置500及び光源装置500を用いた透光装置900の構成について、図48から図50Aを用いて説明する。本実施の形態の光源装置500は、実施の形態4とほぼ同じ構造なので、異なる部分についてのみ説明する。
 図48は、実施の形態5に係る光源装置500を用いた投光装置900の概略断面図である。本実施の形態の光源装置500は、実施の形態4と同様に基台50の第1面50tが外部放熱器930などの外部装置に固定される。そして基台50に固定された半導体発光装置10から出射された出射光52は、レンズ20a、反射光学素子20bで伝搬光54となり、波長変換素子2に入射する。このとき波長変換素子2は、伝搬光54の入射側と反対の方向に第1面50tに対して傾斜している。そして、波長変換素子2の上方に配置される透光部材60は第1面50tと平行に配置される。この構成により、波長変換素子2から法線方向である主軸91に出射される出射光92は、透光部材60に斜め方向に通過する。したがって、透光部材60で反射される、法線方向に進行する出射光92の一部は、斜めに反射され波長変換素子2の位置よりも、伝搬光54の入射側と反対の方向にずれた位置の基台50に照射される。したがって、この部分に、第1受光素子42を配置することで、法線方向に進行する出射光92の一部を第1受光素子42に導くことができる。したがって、波長変換素子2から出射する光のうち光強度が大きい出射角領域の光を検出範囲とすることができるため、より正確に光源装置の発光に関する動作状態は検知することができる。
 図49は、実施の形態5に係る光源装置500に搭載される実装基板160に搭載される電気回路の回路ブロック図である。本実施の形態において、状態検出回路1は半導体発光装置10に並直列に接続される抵抗R42、41を含み、半導体発光装置10に印加される電圧に関係する動作状態信号である信号SV1をマイクロコントローラ32に入力できる。また、状態検出回路1は、第1受光素子42、第2受光素子44、温度検出素子TH01を含む、第1受光素子42は、半導体発光装置10の出射光52が波長変換素子2で散乱されることにより生成される第1出射光の一部を受光する。受光素子44は、半導体発光装置10の出射光52が波長変換素子2で波長変換されることに生成される第2出射光を受光する。このとき、第1受光素子42から出力される動作状態信号は、アンプAMP02と抵抗R21を含むゲイン切り替え回路により出力を調整された信号SPD1となりマイクロコントローラ32に入力される。また、第2受光素子44から出力される信号も同様に、アンプAMP04と抵抗R23を含むゲイン切り替え回路により出力を調整された信号SPD2となりマイクロコントローラ32に入力される。一方で、マイクロコントローラ32への電源電圧VINは外部接続部材166の端子T4から入力される。このとき、端子T4からの電源電圧VINは、フェライトビーズFB01、ツェナーダイオードZD02などからなるフィルタ回路を通りマイクロコントローラ32に入力される。
 本実施の形態においてマイクロコントローラ32は、不揮発性メモリを有するものが実装基板160に実装される。この構成により光源装置の状態判定基準として、光源装置ごとに、適正な異常判定基準の基準値を光源装置の初期値として記憶させることが可能となる。具体的には、光源装置の製造時の検査工程において、半導体発光装置10を所定の測定条件で点灯させ、そのときの初期状態の測定結果から基準値S2MIN、S2MAX、S1MIN、S1MAXを算出し不揮発性メモリに記憶させることができる。この構成により、光源装置の個体ごとに、適正な基準値を記憶させることができ、個体ごとにより正確に光源装置の状態を判定することができる。また、実装基板160に実装されるマイクロコントローラ32は、トランシーバ機能を有する。そしてマイクロコントローラ32の通信機能の端子は、外部接続部材166の端子T3に接続される。このとき上記の通信機能の端子と、端子T3の間には、コンデンサC02、C03などからなフィルタ回路が配置される。この構成により、マイクロコントローラ32の判定結果を、通信手段を用いて、図示しない外部駆動回路に伝達することができる。そしてその判定結果に基づいて外部駆動回路を用いて、相当の電流を光源装置500に印加することが可能となる。
 さらに、不揮発性メモリには、光源装置が初期の動作状態のときに、所定の電流値、所定の温度などを定めた所定の測定条件下で動作させ、そのときの第1出射光の光量と第2出射光の光量のいずれか一方、もしくは両方の初期光量値に関係する信号を記憶させてもよい。そして、その初期光量値に合わせて、印加する電流量の情報を外部制御回路に通信手段で伝達し、外部駆動回路から半導体発光装置に所定の電流量を印加してもよい。この構成により、光源装置は、温度変化や経時劣化にかかわらず、一定の光量の出射光を出射させることができる。このため、光源装置を自動車の前照灯などに用いた場合、一定の照度で前方を照らすため安全性が向上する。また、光源装置ごとに初期の光量を記憶させることができるため、光源装置ごとに、一定の比率に基づく信号の基準値を設定できる。したがって、光源装置の光学特性に個体差が生じても、その個体差によらず正確に異常な動作状態を検出することができる。
 また、図37Cに示すように、半導体発光装置は動作時間が増加するにしたがい光出力が低下する特性がある。したがって、光源装置の不揮発性メモリには、半導体発光装置の光出力の動作時間依存性である経時変化係数を記録する。このとき、動作初期の光源装置の光量情報も不揮発性メモリに記録する。そして、マイクロコントローラ32で、半導体発光装置10の累積動作時間を計測するとともに、不揮発性メモリで記憶していく。そして、初期の光量の値、経時変化係数、累積動作時間を用いてマイクロコントローラで演算し、最適な駆動電流値を算出する。そして、その最適な駆動電流値を、通信手段を用いて外部駆動回路に伝達し、外部駆動回路から光源装置に所定の電流値を印加してもよい。このようにすることで、光源装置から出射する出射光の光量を、動作時間にかかわらず一定とすることができる。したがって、受光素子で受光する光量も、光源装置に異常がない場合は、動作時間にかかわらず一定となるため、より正確に光源装置の異常を検知することができる。
 また、マイクロコントローラ32の不揮発性メモリには、初期状態における温度検出素子の温度情報である初期温度値を記憶させてもよい。つまり、例えば、光源装置の状態検出回路1の温度検出素子が出力する温度の動作状態信号と、基準とする光源装置の温度に差がある場合は、その差をあらかじめ記憶させることができる。より具体的には、例えば光源装置を投光装置に組み込み、投光装置を一定の雰囲気温度のもと、所定の電流値で動作させ、そのときの温度検出素子の値を不揮発性メモリに記憶させる。そして、投光装置を自動車の前照灯などに用いて動作させているときに、状態検出回路1の温度検出素子で計測され、出力される温度に対して雰囲気温度を推測する。そしてその雰囲気温度にたいして、印加すべき光源装置の駆動電流を算出する。このようにすることで、光源装置の温度に対して、より正確に状態を検知することができるとともに、光源装置を的確に動作させることができる。
 また、マイクロコントローラ32の不揮発性メモリには、光源装置の温度対する駆動電流値が記憶されてもよい。そして、記憶されている温度に対する駆動電流値を用いて半導体発光装置に印加する電流値を決定してもよい。例えば、図37Dに示すように、温度TOPL以下の温度では駆動電流を低下させ、温度TOPH以上の温度でも駆動電流を下げてもよい。このように動作させることで、低温時には半導体発光装置のCODでの劣化を抑制することができる。また高温時には半導体発光装置の半導体発光素子の活性層の温度上昇による劣化を抑制することができる。
 なお、光源装置500を動作させている場合に、温度や累積動作時間に応じて、光源装置の動作状態を検知し、判定する方法は、例えば、図50Aに示すフロー図に基づいて動作させることができる。
 具体的には、まず、光源装置300の動作を開始する場合、初期に(i)状態検出回路1の第1受光素子42及び第2受光素子44に所定の電圧を印加する。次に、(ii)半導体発光素子12に所定の電力を印加して、第1受光素子42及び第2受光素子44からの出力電圧である信号SPD1、SPD2をマイクロコントローラ32で以下の順番で判定する。続いて、(ii)半導体発光装置12に所定の電力を印加し、レーザ光である出射光を放射する。続いて、(iii)光源装置500の温度TAPPを測定する。そして、基準値S1MAX、S1MIN,S2MAX、S2MINの初期値を不揮発性メモリから呼び出しマイクロコントローラに格納する。続いて光源装置500の累積動作時間を不揮発性メモリより呼び出し、マイクロコントローラに格納する。続いて(vi)温度TAPP及び累積動作時間に応じて、基準値S1MAX、S1MIN,S2MAX、S2MINを補正する。このような演算を行った後、実施の形態3の図23のシーケンス(iii)、(iv)、(v)、(iv)と同様のシーケンスである(vii)、(viii)、(ix)、(x)を行う。そして(vii)から(x)までの判定を全てクリアした場合は、(xv)正常な動作状態と判定して、光源装置500の動作を継続し、所定の時間後にステップ(ii)に移行する。
 上記のように、マイクロコントローラ32の内部で、上記のフローに基づいて、信号SPD1、SPD2を判定することで、光源装置300の内部の動作状態を容易に正確に検知することができる。
 また、本実施の形態においては、図49の回路ブロック図に示すように、受光素子22、24の出力端子とマイクロコントローラ32の入力端子との間にフィルタ回路NF1、NF2を設ける。好ましくは、このフィルタ回路NF1とNF2は、例えば、2種類以上の抵抗と2種類以上のコンデンサを組み合わせて構成する、2段以上もしくは2次以上のフィルタ回路である。このとき、複数のフィルタ回路、より具体的には複数のローパスフィルタを組み合わせて、受光素子からの動作状態信号の高周波成分を除去する。この構成により、光源装置500の半導体発光装置10を、例えばパルス幅変調(PWM)駆動で駆動することでパルス発光させた場合でも、受光素子からの信号をフィルタ回路で平滑化させることができる。このため、受光素子から出力される動作状態信号とマイクロコントローラ32の演算を同期させる必要がなく、簡単な構成で受光素子の動作状態信号の信号量を正確に検知することができる。
 さらに本実施の形態においては、光源装置500のマイクロコントローラ32に入力される受光素子からの信号をマイクロコントローラ32内の信号処理(ソフトウエア)で平均化するようにされる。この構成により、光源装置をPWM駆動モードで駆動した場合においても、受光素子から出力されるパルス信号を平均化して、マイクロコントローラの演算部に入力できるため、受光素子で半導体発光装置の光の検出ができる。
 また、本実施の形態の光源装置500においては、図49に示すように、外部接続部材166の端子T4とマイクロコントローラ32を接続する配線上にフィルタ回路が挿入される。このとき、外部接続部材166とマイクロコントローラ32の入力端子との間にコモンモードチョークコイル(CMC)が配置される。この構成により、マイクロコントローラ32で生成した高周波パルスに伴うノイズが、マイクロコントローラ側から外部接続部材166へ伝達し、外部接続部材166に接続される外部配線、駆動回路、バッテリーなどに伝わり、それらのバッテリー等に接続される他の電気回路が誤動作するのを抑制することができる。
 また、本実施の形態の光源装置500においては、図49に示すように受光素子とマイクロコントローラとの間の電気配線上にゲイン切り替え回路を有する。この構成により、光源装置の通常の駆動条件と異なる駆動条件においても、動作状態信号である信号SPD1もしくはSPD2の信号強度を調整することができる。つまり、例えば、光源装置500を、通常の駆動条件とは異なる、十分小さい電流量で光源装置500、つまり半導体発光装置10を駆動させた場合においても波長変換部材から放射される光を受けて受光素子から出力される信号を正確に検出することができる。このため、波長変換部材の動作状態を正確に検知することができる。
 なお上記の光源装置において、不揮発性メモリがマイクロコントローラ32に内蔵されているとしたがこの限りではない。例えば、実装基板160上に不揮発性メモリを実装し、マイクロコントローラ32と通信でデータをやりとして、マイクロコントローラ32で判定を行っても良い。
 (実施の形態5の変形例1)
 続いて、図50Bを用いて、実施の形態5の変形例1に係る光源装置500及び投光装置900について説明する。
 図50Bは、実施の形態5の変形例1に係る光源装置500を用いた投光装置900の概略断面図である。本実施の形態の光源装置500は、実施の形態5と同様に基台50の第1面50tが外部放熱器930などの外部装置に固定される。
 そして基台50に固定された半導体発光装置10は、外部接続手段166が実装された実装基板160に接続される。そして基台50に固定された半導体発光装置10から出射された出射光52は、レンズ20a、反射光学素子20bで伝搬光54となり、波長変換素子2に入射する。
 このとき半導体発光装置10は、外部接続手段166と波長変換素子2との間に配置されるように構成される。そして第1受光素子42は、半導体発光装置10から見て外部接続手段166と反対側の実装基板160上に実装される。このとき波長変換素子2は実施の形態1等と同様に第1面50tと平行になるように固定されている。
 波長変換素子2から出射された出射光92の一部は、透光部材60で反射され、実装基板160の端部に配置された第1受光素子42に入射する。
 この構成により、第1受光素子42を実装基板160の端部に配置させることができるため、実装基板160上に第1受光素子42をより自由に配置することができる。
 (実施の形態5の変形例2)
 続いて、図51及び図52を用いて、実施の形態5の変形例2に係る光源装置500について説明する。本変形例の光源装置は、実施の形態5の光源装置と異なる方法で、光源装置の異常な動作状態の検出を行うことが特徴である。特に、本変形例の光源装置を投光装置に組み込んで使用している際に、外部より迷光などの外乱光が光源装置に入射し、受光素子が異常な動作状態信号を出力した場合に、受光素子からの動作状態信号が外乱光の影響によるものなのか否なのかを光源装置を発光させながら判定し、外乱光の影響がなくなったときに正常な動作へ復帰させる動作である。
 具体的には、光源装置の状態検出回路1が異常を検出した場合に、半導体発光装置10への電流印加方法を連続動作駆動からパルス駆動動作に変化させ、パルス駆動時における状態検出回路1からの信号変化を検出して光源装置の動作状態を検知する。本変形例は、実施の形態5と光源装置の構成としてはほぼ同じであるため、異なる部分を中心に説明する。
 図51は、本変形例に係る光源装置500の動作を説明するフロー図である。図52は、本変形例に係る光源装置500の動作を説明するための、各信号の模式的なタイミングチャートである。
 以下、図51と図52を参照しながら、光源装置500及びその状態検知回路の動作について説明する。まず、本変形例の光源装置500を投光装置に組み込み、例えば自動車の前照灯などに使用し、本変形例の光源装置500を点灯した場合について動作の一例を説明する。
 (i)半導体レーザである半導体発光装置に所定の電流を印加し、連続駆動モードで光源装置を点灯する。
 (ii)光源装置動作中に光検出器である受光素子からの信号をマイクロコントローラに入力し、基準値と比較し、正常か異常かを判定する。正常な(Yesの)場合は継続的に光源を動作させ、異常な(Noの)場合は、シーケンス(iii)に移行する。
 (iii)半導体発光装置にパルスの駆動電流を印加し、光源装置をパルス駆動モードで動作させる。
 (iv)光源装置のパルス駆動に応じて、受光素子の信号もパルス信号として出力される。この信号をマイクロコントローラに入力し、パルス信号のピーク(Hi)の場合とボトム(Lo:パルスオフ)の場合の信号量の差を演算し、光源装置から出射されている出射光の強度を検知する。その強度が正常の(Yesの)場合はシーケンス(v)に移行し、異常の(Noの)場合は、半導体発光装置を停止する。
 (v)受光素子のパルス信号のボトム(Lo)の信号量を演算し、外乱光の光量が所定の値以上のまま(No)であれば、シーケンス(iv)に移行し、再度、光源装置から出射されている出射光の強度を検知する。外乱光の光量が所定の値以下(Yes)になっていれば、再度シーケンス(i)に移行し、通常の連続動作モードで光源装置を発光させる。
 上記の動作を行う光源装置を用いることで、外部より迷光などの外乱光が光源装置に入射した場合においても、光源装置が即時に消灯し、自動車の前方の瞬時に急激に暗くなることを抑制することができる。
 上記を図52のタイミングチャートを用いてより詳しく説明する。まず時間t00にトランジスタをオンし、所定の時間後に、半導体発光装置に駆動電流を連続駆動モードで電流IOP印加して、光源装置を発光させる。上記の動作の途中で、時間t11に外乱光が光源装置に入射し、外乱光の光強度は徐々に低下し、時間t91で無視できるほど小さくなるとする。
 ここで、光源装置500の状態検出回路1の受光素子からの動作状態信号である信号SPD2が、基準値Lev3を超えたときに異常と判定すると図51のシーケンス(ii)で設定したとする。この場合、時間t11からt12で光源装置のマイクロコントローラは、光源装置の動作状態が異常と判定し、光源装置の駆動電流はパルス駆動モードに切り替わる。そして最初のパルス電流が印加されるt21からt22の間の信号SPD2とパルス電流がオフとなるt22からt31の間の信号SPD2の差分を演算し、光源装置の出射光の光量を算出する。このとき、図51のシーケンス(iv)の判断基準を光量が基準値Lev2以上で、かつ基準値Lev3以下でOK(YES)とする。このとき、光源装置の状態検出回路及びマイクロコントローラは、シーケンス(iv)→(v)→(iv)で動作する。そして、図52の黒丸に示すように、出射光の光量に異常がない場合、時間t31から時間t71までは、図51のシーケンス(iv)と(v)を繰り返し動作する。そして外乱光が徐々に低下し、時間t71から時間81で信号が基準値Lev1以下となった場合は、外乱光の影響が十分に減少したと判断し、シーケンス(v)から(ii)に移行し、光源装置の駆動を通常の動作状態の連続駆動モードに切り替える制御をする。
 この構成により、光源装置500の受光素子に外乱光が入射することで通常の動作状態とは異なる信号量を出力した場合においても、外乱光の影響による信号と光源装置100に異常が発生した場合による信号との区別をすることができる。
 (実施の形態6)
 続いて、図53及び図54を用いて、実施の形態6の光源装置600について説明する。
 図53は、実施の形態6に係る光源装置600を説明する概略断面図である。また、図54は、実施の形態6に係る光源装置600の波長変換素子2、第1受光素子42及び第2受光素子44付近の構成を説明するための概略断面図である。
 図53に示す本実施の形態の光源装置600は、半導体発光装置10を搭載した半導体発光装置ユニット600aと、波長変換素子2が搭載された波長変換素子ユニット600bとが、光ファイバー20cで結合されている点が他の実施の形態と異なる。
 まず、半導体発光装置ユニット600aは、貫通孔を有する基台455の一方の開口部に、半導体発光素子12が実装された半導体発光装置10が、例えば圧入で固定される。基台455の他方の開口部には、例えば集光レンズであるレンズ20aが固定される。半導体発光装置ユニット600aから出射された出射光52はレンズ20aによって集光され、光ファイバー20cに入射される。
 一方、波長変換素子ユニット600bは、例えばアルミ合金で構成された基台450に波長変換素子2が実装される。基台450の波長変換素子2が実装される側には、波長変換素子2に光ファイバー20cにより伝搬される出射光54を照射するための導光開口部50dと、波長変換素子2で出射した光を外部に取り出すための導光開口部50cとが形成される。さらに基台450には、波長変換素子2を覆うように、保持部材152と透光部材60で構成されるカバーユニット150とが取り付けられる。
 基台450の波長変換素子2が固定される面と反対の面には、実装基板160が配置される。実装基板160には、受光素子44、外部接続部材166、及びマイクロコントローラ32が実装される。さらに、基台450の波長変換素子2の近傍には、実装基板160が配置される面まで到達する導光開口部50cが設けられ、第2光学フィルタ24及び受光素子44が配置される。また、基台50の開口部50dには、光ファイバー20cの出射側と結合されるレンズ20dを保持するホルダ266、及びレンズ20dと結合されるレンズ20eを保持するホルダ268が取り付けられる。
 上記構成の光源装置600において、光ファイバー20cを伝搬した光は、レンズ20d及び20eを通り、伝搬光54として波長変換素子2の波長変換部材4に入射される。そして、伝搬光54は、波長変換部材4にて、一部は第1出射光72となり、一部は第2出射光82となり放射される。このとき、第1出射光72、第2出射光82の一部は、透光部材60の表面60a、60bで反射され第1反射光76、第2反射光86となり、第2光学フィルタ24に入射される。そして第2光学フィルタ24で一部の波長の光がカットされた光である第2出射光88が、受光素子44に入射する。受光素子44に入射した光は、受光素子44で所定の動作状態信号に変換され、マイクロコントローラ32に入力後で演算される。その結果は、外部接続部材166及び外部配線180を伝達し、図示しない半導体発光装置の駆動回路を制御するために用いられる。なお、波長変換素子ユニット600bの波長変換素子2及び導光開口部50cの上方には、板状の金属で構成される基台カバー470が配置され、ネジ424で固定される。
 上記の構成の光源装置600において、波長変換部材4に剥離などが発生した場合に、他の実施の形態と同様に、受光素子44で、波長変換素子2から出射した光を受光し、その動作状態信号をマイクロコントローラ32で判定し、半導体発光装置10を制御することができる。
 この構成により、光源装置600の内部に異常が発生した場合に、高速に半導体発光装置10を停止させることができるとともに、光源装置600の構成をより自由に構成することができる。
 なお上記の実施の形態1から6において、半導体発光装置としてアノード端子用のリードピンとカソード端子用のリードピンを有するTO-CAN型のパッケージに半導体発光素子が実装されたものを用いて説明したがこの限りではない。半導体発光装置としては、アノード端子とカソード端子を有するパッケージに半導体発光素子が実装されたものであれば、特に限定されない。
 なお、上記の実施の形態1から6において、半導体発光装置と実装基板に1個のみ搭載したもので説明したが、この限りではない。例えば、複数の半導体発光装置を直列に接続して、アノード用の配線、カソード用の配線に接続してもよい。また、複数の半導体発光装置を並列に接続して、アノード用の配線、カソード用の配線に接続してもよい。
 (実施の形態7)
 実施の形態7に係る光源装置700の構成について、図55A及び図55Bを用いて説明する。本実施の形態の光源装置700は、複数の半導体発光装置を用いた光源装置の一例を示す概略図であり、具体的には2つの半導体発光装置10が光源装置700に搭載されている。図55Aは、光源装置700の模式的な断面図を示す。図55Bは、光源装置700の一部の構成部品を分解した斜視図であり、製造方法を説明する図でもある。
 本実施の形態の光源装置700は、実施の形態2に示す図18の光源装置200に対して、2つの半導体発光装置10が基台50に固定され、そして、2つの半導体発光装置10が同一の実装基板160に接続され、さらに波長変換素子2に対して、対向するように配置される点が主に異なる。そして、2つの半導体発光装置10から同一方向、つまり紙面上方に出射された出射光52は、それぞれの半導体発光装置10に対して配置された反射光学素子20bによって反射され、波長変換素子2の方向に集光しながら伝搬する伝搬光54となる。
 そして、2つの伝搬光54は、波長変換素子2の波長変換部材4上の発光部4a付近において、一部もしくは全部が重なった状態で照射される。そして発光部4aからは2つの伝搬光54が合波された光の光強度に応じた強度の出射光92が放射される。
 この構成により、複数の半導体発光装置10を用いて波長変換部材4上に、光強度や光密度がより高い励起光を照射させることができる。このため、光源装置700から輝度もしくは/及び光束が大きい出射光92を出射させることができる。
 さらに複数の半導体発光装置10は、外部接続部材166が実装された1枚の実装基板160と接続される。このため、外部から複数の半導体発光装置に容易に電力を供給させることが出来る。このとき複数の半導体発光装置10は、直列に接続することで、外部接続部材166の2つの端子を用いて同一の電流量を印加させてもよい。また、2つの半導体発光装置10を外部接続部材166の4つの端子を用いて、各々異なる電流量を印加して、波長変換素子2に照射させる伝搬光54の光強度を調整し、出射光92の光量を自由に設定することもできる。
 さらに図55Bの分解図に示すように、実装基板160には、第1受光素子42、第2受光素子44、温度検出素子TH01などからなる状態検出回路1が形成されることが好ましい。この構成により1枚の実装基板を用いて、複数の半導体発光装置の配線と状態検出回路1の配線を実現することができるため、容易に光源装置700を構成することができる。
 本実施の形態の光源装置700においては、半導体発光装置10として、レンズ20aが金属缶15に固定された半導体発光装置10が反射光学素子20b側に開口を有する凹部の底面に固定される構成とした。また、第1光学フィルタ22、第2光学フィルタ24及び波長変換素子2も同様に、反射光学素子20b側に開口を有する凹部の底面に固定される構成とした。そして、反射光学素子20bはホルダ262に固定され、ホルダ262が基台50にネジ120で固定される構成とした。
 この構成により、図55Bに示すように第1光学フィルタ22、第2光学フィルタ24、波長変換素子2、2つの半導体発光装置10、2つの反射光学素子20bを、基台50の同一方向から配置して固定することができるため、容易に光源装置700を製造することができる。また、同一の実装基板160に、全ての状態検出回路1と外部接続部材166とが搭載され、その実装基板160が複数の半導体発光装置10と接続されるため、複数の半導体発光装置10を用いても容易に光源装置700を製造することができる。
 また、光源装置700において、第1光学フィルタ22、第2光学フィルタ24、第1受光素子42、第2受光素子44は、波長変換素子2の伝搬光54の進行方向と直交する方向に対向して配置される。この構成により波長変換素子2近傍の領域において、2つの半導体発光装置10や2つの反射光学素子20bが配置されない部分を利用することができるため、小型の光源装置700を容易に構成することができる。
 (実施の形態8)
 実施の形態8に係る光源装置800の構成について、図56A及び図56Bを用いて説明する。本実施の形態の光源装置800は、実施の形態1の光源装置100に対して、可動ミラーユニット810をさらに備えた点が主に異なる。図56Aは、光源装置800の模式的な断面図であり、図56Bは光源装置800の主な能動素子と光学素子を中心に抽出した斜視図である。図56Bの右下には、可動ミラーユニット810付近を拡大した図を示す。
 光源装置800において、可動ミラーユニット810は、半導体発光装置10や第1受光素子42と同様に実装基板160に接続される。可動ミラーユニット810は、図56Bに示すように、可動ミラー810aが一対のトーションバー810bによって支持部材810cに対して支持される。可動ミラー810aは、静電力、電磁力などによりトーションバー810bを軸に微少回転し、ミラー面がθ方向に傾斜する。具体的には例えば、可動ミラーユニット810には永久磁石が備えられ、可動ミラー810aには電流を流すための配線が形成される。そして、可動ミラー810aの配線に電流を流すことでローレンツ力が発生し、可動ミラー810aがy軸方向に回転しθ方向に傾斜する。
 この構成において、半導体発光装置10を出射した出射光52は反射光学素子20bにより反射され伝搬光54となり、可動ミラーユニット810の可動ミラー810aを反射して、さらに反射ミラー820を反射して、波長変換素子2の発光部4aに照射される。このとき、可動ミラー810aに印加する電流の向きや量を変化させることで、可動ミラー810aの傾斜角を変化させることができる。この可動ミラー810aの傾斜角の調整により、発光部4aは、図56B右下の拡大図の発光部4a1、4a2、4a3のように波長変換部材4における位置を変化させることができる。この結果、光源装置800から出射される出射光92は、投光光学部材910により異なる方向に任意に出射させることができる。このような光源装置は、例えば、車両前照灯に用いた場合、Adaptive Front-lighting System(AFS)などを実現できる前照灯を容易に構成することができる。
 また、波長変換素子2から出射した出射光92の一部は、透光部材60で反射し、第1受光素子42に導くことができる。
 このように、本実施の形態の光源装置においては、光源装置から出射する出射光の発光位置を容易に変更することができ、また発光位置を変更するための能動素子である可動ミラーユニット810を、第1受光素子42、半導体発光装置10などと同様に、一枚の実装基板160に接続することができる。このため、光源装置800を容易に構成することができるとともに、光源装置800を容易に外部と電気的に接続し動作させることができる。
 (その他の実施の形態)
 以上、本開示の光源装置及び投光装置について、上記実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明に係る光源装置及び投光装置は、上記実施の形態に限定されるものではない。上記実施の形態における任意の構成要素を組み合わせて実現される別の実施の形態や、上記実施の形態に対して本発明の主旨を逸脱しない範囲で当業者が思いつく各種変形を施して得られる変形例や、本開示の光源装置及び投光装置を内蔵した測距撮像装置などの各種機器も本発明に含まれる。
 本開示は、特に、前照灯、前部霧灯、側方照射灯、車幅灯、尾灯などの車両外装照明、または、投写表示装置などのディスプレイ分野や産業用照明、医療用照明などの照明分野に用いられる光源装置及びこれを用いた投光装置等、種々の光デバイスとして広く利用することができる。
 1  状態検出回路
 2  波長変換素子
 4  波長変換部材
 4a、4a1、4a2、4a3、4b  発光部 
 4c、4d  変質部
 6  支持部材
 6b、51  接合層
 7  接着部材
 10、110  半導体発光装置
 12  半導体発光素子
 12a  光導波路
 14  パッケージ
 15  金属缶
 16a、16b  リードピン
 18  透光部材
 20  集光光学部材
 20a、20d、20e  レンズ
 20b  反射光学素子
 20c  光ファイバー
 22  第1光学フィルタ
 24  第2光学フィルタ
 30、  トランジスタ
 30G  ゲート端子
 32  マイクロコントローラ
 42  第1受光素子
 44  第2受光素子
 50、450、455  基台
 50c、50d  導光開口部
 50e  凹部
 50s  第2面
 50t  第1面
 50u  第3面
 52、92、94、192、292、393  出射光
 54  伝搬光
 60  透光部材
 72、74、78  第1出射光(励起光)
 76  第1反射光(励起光)
 82、84、88  第2出射光(蛍光)
 86  第2反射光(蛍光)
 90  検出範囲
 91  主軸
 94a、96  反射光
 100、200、300、400、500、600、700、800  光源装置
 110  投光部材
 120、122、124、126、128a、128b、222、224、422、424  ネジ
 130a、130b、132a、132b、132t  ネジ穴
 140A、140B、140C、140D、156a、156b  貫通孔
 146a  基準孔
 146b  長孔
 150  カバーユニット
 152  保持部材
 152a  開口部
 160  実装基板(プリント基板)
 160A、160B  端部
 160L  取り付け用ビス孔
 160R  取り付け用ビス孔
 162A  プリント配線(アノード配線)
 162A1、162A2、162C1、162C2、162D1、162D2  ビア配線
 162C  プリント配線(カソード配線)
 162D  プリント配線
 162TA、162TC  テストパッド
 166  外部接続部材(コネクタ)
 168  保護膜
 170、470  基台カバー
 172  蛍光体カバー
 180  外部配線
 230  駆動回路
 240  制御部
 250  バッテリー
 260、262、264、266、268  ホルダ
 410、412  放熱経路
 600a  半導体発光装置ユニット
 600b  波長変換素子ユニット
 810  可動ミラーユニット
 810a  可動ミラー
 810b  トーションバー
 810c  支持部材
 820  反射ミラー
 900  投光装置
 910  投光光学部材
 930  外部放熱器

Claims (50)

  1.  車両の外装照明に使用される光源装置であって、
     単一の実装基板と、
     レーザ光を出射する半導体発光装置と、
     前記半導体発光装置に接続され、前記光源装置外部から前記半導体発光装置の駆動電流が供給される外部接続部材と、
     前記半導体発光装置の動作を制御するトランジスタと、
     前記光源装置の動作状態を検出し、動作状態信号を出力する動作状態検出回路と、を有し、
     前記実装基板に前記半導体発光装置、前記外部接続部材、前記トランジスタ及び前記動作状態検出回路が実装されている
     ことを特徴とする光源装置。
  2.  前記トランジスタは前記半導体発光装置と直列に接続されている
     ことを特徴とする請求項1に記載の光源装置。
  3.  前記動作状態信号と予め定められた基準値とを比較して比較結果を出力する比較器を有し、
     前記トランジスタは前記比較結果に基づいて制御される
     ことを特徴とする請求項1または2に記載の光源装置。
  4.  前記半導体発光装置はアノード端子とカソード端子を有し、
     前記動作状態検出回路は前記アノード端子の電圧を検出し、検出された電圧情報に基づいて前記動作状態信号を出力する
     ことを特徴とする請求項1~3のいずれか1項に記載の光源装置。
  5.  前記動作状態検出回路は、前記半導体発光装置に流れる電流を検出し、検出された電流情報に基づいて前記動作状態信号を出力する
     ことを特徴とする請求項1~3のいずれか1項に記載の光源装置。
  6.  前記トランジスタはオン時に第1の端子から第2の端子に主電流を流し、
     前記動作状態検出回路は前記第1の端子と前記第2の端子の端子間電圧を検出する
     ことを特徴とする請求項5に記載の光源装置。
  7.  前記レーザ光が励起光として照射されて波長変換された蛍光を放射する波長変換部材を有し、
     前記動作状態検出回路は、1以上の受光素子を含み、
     前記1以上の受光素子は、前記レーザ光が前記波長変換部材で散乱された散乱光、または前記蛍光を受光し、
     前記動作状態検出回路は前記1以上の受光素子で検出された光情報に基づいて前記動作状態信号を出力する
     ことを特徴とする請求項1~3のいずれか1項に記載の光源装置。
  8.  前記動作状態検出回路は温度検出素子を含み、前記温度検出素子で検出された温度情報に基づいて前記動作状態信号を出力する
     ことを特徴とする請求項1~3のいずれか1項に記載の光源装置。
  9.  前記半導体発光装置は、アノード端子とカソード端子とを有し、
     前記アノード端子に他の電子部品を介さずに接続された第1のテストパッドと、
     前記カソード端子に他の電子部品を介さずに接続された第2のテストパッドとを有する
     ことを特徴とする請求項2に記載の光源装置。
  10.  前記トランジスタは前記半導体発光装置と並列に接続されている
     ことを特徴とする請求項1に記載の光源装置。
  11.  マイクロコントローラが前記実装基板に実装され、
     前記マイクロコントローラは前記動作状態信号に基づいて前記半導体発光装置の動作を制御する
     ことを特徴とする請求項7に記載の光源装置。
  12.  車両の外装照明に使用される光源装置であって、
     単一の実装基板と、
     レーザ光を出射する半導体発光装置と、
     前記半導体発光装置に接続され、前記光源装置外部から前記半導体発光装置の駆動電流が供給される外部接続部材と、
     前記光源装置の動作状態を検出し、動作状態信号を出力する動作状態検出回路と、を有し、
     前記動作状態信号に基づいて前記半導体発光装置の動作を制御するマイクロコントローラと、
     前記実装基板に前記半導体発光装置、前記外部接続部材、前記マイクロコントローラ及び前記動作状態検出回路が実装されている
     ことを特徴とする光源装置。
  13.  前記半導体発光装置は、アノード端子とカソード端子とを有し、
     前記動作状態検出回路は前記アノード端子の電圧を検出し、検出された電圧情報に基づいて前記動作状態信号を出力する
     ことを特徴とする請求項12に記載の光源装置。
  14.  前記動作状態検出回路は、前記半導体発光装置に流れる電流を検出し、検出された電流情報に基いて前記動作状態信号を出力する
     ことを特徴とする請求項12に記載の光源装置。
  15.  前記半導体発光装置の動作を制御するトランジスタを有し、
     前記トランジスタはオン時に第1の端子から第2の端子に主電流を流し、
     前記動作状態検出回路は前記第1の端子と前記第2の端子の端子間電圧を検出する
     ことを特徴とする請求項14に記載の光源装置。
  16.  前記レーザ光が励起光として照射されて波長変換された蛍光を放射する波長変換部材を有し、
     前記動作状態検出回路は、1以上の受光素子を含み、
     前記1以上の受光素子は、前記レーザ光が前記波長変換部材で散乱された散乱光、または前記蛍光を受光し、
     前記動作状態検出回路は前記1以上の受光素子で検出された光情報に基づいて前記動作状態信号を出力する
     ことを特徴とする請求項12に記載の光源装置。
  17.  前記動作状態検出回路は温度検出素子を含み、前記温度検出素子で検出された温度情報に基づいて前記動作状態信号を出力する
     ことを特徴とする請求項12に記載の光源装置。
  18.  前記半導体発光装置の動作を制御するトランジスタを有し、
     前記光源装置外部の制御とは独立して、前記マイクロコントローラは前記動作状態信号に基づき前記トランジスタを制御する
     ことを特徴とする請求項13~17のいずれか1項に記載の光源装置。
  19.  前記マイクロコントローラ内部または前記実装基板上に不揮発性メモリを有し、
     前記半導体発光装置を初期状態測定条件で動作させた場合の前記散乱光の光量及び前記蛍光の光量の少なくとも一方の光量に応じた初期光量値が前記不揮発性メモリに記憶され、
     前記初期光量値を用いて前記半導体発光装置の動作制御が行われる
     ことを特徴とする請求項11または16に記載の光源装置。
  20.  前記不揮発性メモリに、予め定められた前記半導体発光装置の経時劣化に関する経時変化係数と、前記マイクロコントローラと前記不揮発性メモリを用いて計測された前記半導体発光装置の累積動作時間とが記憶され、
     前記初期光量値及び前記経時変化係数と前記累積動作時間とを用いて前記半導体発光装置の動作制御が行われる
     ことを特徴とする請求項19に記載の光源装置。
  21.  前記マイクロコントローラ内部または前記実装基板上に不揮発性メモリを有し、
     前記半導体発光装置を初期状態測定条件で動作させた場合の温度に応じた初期温度値が前記不揮発性メモリに記憶され、
     前記初期温度値と前記温度情報とを用いて前記半導体発光装置の動作制御が行われる
     ことを特徴とする請求項17に記載の光源装置。
  22.  前記マイクロコントローラ内部または前記実装基板上に不揮発性メモリを有し、
     前記温度情報に応じた駆動電流情報が前記不揮発性メモリに記憶され、
     前記駆動電流情報を用いて前記半導体発光装置の動作制御が行われる
     ことを特徴とする請求項17に記載の光源装置。
  23.  前記1以上の受光素子と前記マイクロコントローラとの間に2次以上のローパスフィルタを有する
     ことを特徴とする請求項11または16に記載の光源装置。
  24.  前記1以上の受光素子の出力信号は前記マイクロコントローラで平均化処理されて用いられる
     ことを特徴とする請求項11または16に記載の光源装置。
  25.  前記動作状態信号が前記光源装置の動作異常を示した場合に、前記半導体発光装置はパルス駆動され、前記パルス駆動のパルスオフ期間における前記1以上の受光素子の出力信号を参照して動作制御される
     ことを特徴とする請求項11または16に記載の光源装置。
  26.  前記1以上の受光素子と前記マイクロコントローラの間に、前記1以上の受光素子の出力信号の振幅を制御するゲイン切り替え回路を有する
     ことを特徴とする請求項11または16に記載の光源装置。
  27.  前記1以上の受光素子は、
     前記散乱光を受光し、第1の信号を出力する第1の受光素子と、
     前記蛍光を受光し、第2の信号を出力する第2の受光素子と、を含み、
     前記マイクロコントローラは、前記第1の信号と前記第2の信号の比率に基づいて前記半導体発光装置の動作を制御する
     ことを特徴とする請求項11または16に記載の光源装置。
  28.  前記1以上の受光素子は、
     前記散乱光を受光し、第1の信号を出力する第1の受光素子と、
     前記蛍光を受光し、第2の信号を出力する第2の受光素子と、を含み、
     前記マイクロコントローラは、前記第1の信号と前記第2の信号の少なくとも一方の絶対値に基いて前記半導体発光装置の動作を制御する
     ことを特徴とする請求項11または16に記載の光源装置。
  29.  前記1以上の受光素子は、
     前記散乱光を受光し、第1の信号を出力する第1の受光素子と、
     前記蛍光を受光し、第2の信号を出力する第2の受光素子と、を含み、
     ランバート配光の前記散乱光が前記第1の受光素子に入射し、
     ランバート配光の前記蛍光が前記第2の受光素子に入射するように構成された
     ことを特徴とする請求項7または16に記載の光源装置。
  30.  前記波長変換部材と前記1以上の受光素子との間の導光路に光学フィルタを有する
     ことを特徴とする請求項7または16に記載の光源装置。
  31.  前記光学フィルタは、透光部材と誘電体多層膜からなる
     ことを特徴とする請求項30に記載の光源装置。
  32.  前記波長変換部材が設置される基台と、
     前記波長変換部材の周辺に板状、かつ表面の算術平均粗さが0.5μm以上である基台カバーと、を有する
     ことを特徴とする請求項7または16に記載の光源装置。
  33.  前記基台カバーは、平面視で前記波長変換部材の外周の一部もしくは全部を覆っている
     ことを特徴とする請求項32に記載の光源装置。
  34.  前記波長変換部材が設置される基台と、
     前記基台は前記散乱光及び前記蛍光を前記1以上の受光素子へ導光する導光開口部と、を有し、
     前記導光開口部の開口面積は前記1以上の受光素子に向かって行くほど狭くなる
     ことを特徴とする請求項7または16に記載の光源装置。
  35.  前記導光開口部に対して前記散乱光及び前記蛍光が入射する経路近傍に、前記光源装置外部からの干渉光を遮光する遮光部を有する
     ことを特徴とする請求項34に記載の光源装置。
  36.  外部への光出射経路に透光部材を有し、
     前記透光部材の表面が撥水膜で覆われている
     ことを特徴とする請求項1または12に記載の光源装置。
  37.  外部への光出射経路に透光部材を有し、
     前記透光部材は複数のガラス板からなる
     ことを特徴とする請求項1または12に記載の光源装置。
  38.  外部への光出射経路に透光部材を有し、
     前記透光部材は集光レンズである
     ことを特徴とする請求項1または12に記載の光源装置。
  39.  前記実装基板は3層以上の多層配線基板であり、
     前記半導体発光装置はアノード端子とカソード端子とを有し、
     前記アノード端子または前記カソード端子と前記外部接続部材とを接続する配線には、前記実装基板の内層配線が使用されている
     ことを特徴とする請求項1または12に記載の光源装置。
  40.  前記半導体発光装置は、アノード端子とカソード端子とを有し、
     前記アノード端子または前記カソード端子と、前記外部接続部材とを接続する配線には、前記アノード端子、前記カソード端子、前記外部接続部材、及び前記トランジスタとの接続以外のビアが配置されていない
     ことを特徴とする請求項1に記載の光源装置。
  41.  平面視で、前記半導体発光装置と前記1以上の受光素子との間に前記マイクロコントローラが配置されている
     ことを特徴とする請求項11または16に記載の光源装置。
  42.  平面視で、前記半導体発光装置と前記マイクロコントローラとの間に前記温度検出素子が配置されている
     ことを特徴とする請求項17に記載の光源装置。
  43.  前記マイクロコントローラの外形が略正方形または略矩形であり、
     前記実装基板に実装された前記マイクロコントローラの四辺が、平面視で前記外部接続部材の長辺と並行にならないように配置されている
     ことを特徴とする請求項11または12に記載の光源装置。
  44.  平面視で、前記外部接続部材と前記マイクロコントローラの入力端子との間に配置されたコモンモードチョークコイルを有する
     ことを特徴とする請求項11または12に記載の光源装置。
  45.  前記半導体発光装置及び前記実装基板が固定された基台を有し、
     前記基台は、
     前記実装基板が固定される第1の固定面と、
     外部装置が固定され、前記第1の固定面と対向しない第2の固定面とを有し、
     前記第1の固定面と前記第2の固定面とは異なる面である
     ことを特徴とする請求項1または12に記載の光源装置。
  46.  前記実装基板が固定された基台と、
     前記基台は外部装置に固定時に用いる基準孔を有し、
     平面視で、前記実装基板は前記基台の基準孔に対応する部分が開口している
     ことを特徴とする請求項1または12に記載の光源装置。
  47.  平面視で、前記実装基板における前記外部接続部材の長辺方向の延長部に、開口したビス孔を有する
     ことを特徴とする請求項1または12に記載の光源装置。
  48.  平面視で、前記実装基板における前記半導体発光装置の取り付け部末端は、前記半導体発光装置の外形に倣うように面取りされている
     ことを特徴とする請求項1または12に記載の光源装置。
  49.  平面視で、前記実装基板における前記外部接続部材の長辺方向の延長部は、角が面取りされている
     ことを特徴とする請求項1または12に記載の光源装置。
  50.  前記実装基板に実装された電子部品は保護膜で覆われている
     ことを特徴とする請求項1または12に記載の光源装置。
PCT/JP2017/039040 2016-11-04 2017-10-30 光源装置 WO2018084101A1 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018548991A JP6909801B2 (ja) 2016-11-04 2017-10-30 光源装置
US16/399,790 US11024777B2 (en) 2016-11-04 2019-04-30 Light source device

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016216776 2016-11-04
JP2016-216776 2016-11-04

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
US16/399,790 Continuation US11024777B2 (en) 2016-11-04 2019-04-30 Light source device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2018084101A1 true WO2018084101A1 (ja) 2018-05-11

Family

ID=62076134

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2017/039040 WO2018084101A1 (ja) 2016-11-04 2017-10-30 光源装置

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11024777B2 (ja)
JP (1) JP6909801B2 (ja)
WO (1) WO2018084101A1 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11381057B2 (en) 2019-10-18 2022-07-05 Nichia Corporation Light source device
WO2024058047A1 (ja) * 2022-09-16 2024-03-21 ソニーグループ株式会社 光源装置及び医療用観察システム

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10921447B2 (en) * 2018-01-29 2021-02-16 Rohm Co., Ltd. Control circuit of light emitting and receiving device
DE102020205033A1 (de) * 2019-05-27 2020-12-03 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Lichtquellenvorrichtung, lichtquellenansteuerung und beleuchtungssystem
JP7273179B2 (ja) * 2019-10-30 2023-05-12 京セラ株式会社 実装基板、電子装置、および電子モジュール
JP7303983B2 (ja) 2019-11-27 2023-07-06 東芝ライテック株式会社 車両用照明装置、および車両用灯具

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010501980A (ja) * 2006-08-24 2010-01-21 エルジー イノテック カンパニー リミテッド 光源装置及びこれを備えた液晶表示装置
JP2011066069A (ja) * 2009-09-15 2011-03-31 Sharp Corp 発光装置、照明装置および光検知器
JP2013232394A (ja) * 2012-04-02 2013-11-14 Mitsubishi Electric Corp 光源点灯装置、照明器具及び光源点灯装置の製造方法
JP2013251131A (ja) * 2012-05-31 2013-12-12 Panasonic Corp Led駆動装置、照明装置および車両用照明装置
JP2014149489A (ja) * 2013-02-04 2014-08-21 Canon Inc 発光装置、及び電子機器
JP2016115563A (ja) * 2014-12-16 2016-06-23 日本電気硝子株式会社 発光デバイス
JP2016167362A (ja) * 2015-03-09 2016-09-15 大日本印刷株式会社 照明装置

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110116520A1 (en) 2008-07-07 2011-05-19 Koninklijke Philips Electronics N.V. Eye-safe laser-based lighting
JP5276417B2 (ja) 2008-11-25 2013-08-28 シャープ株式会社 レーザプロジェクタ装置及びそれを備えた携帯電話端末

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010501980A (ja) * 2006-08-24 2010-01-21 エルジー イノテック カンパニー リミテッド 光源装置及びこれを備えた液晶表示装置
JP2011066069A (ja) * 2009-09-15 2011-03-31 Sharp Corp 発光装置、照明装置および光検知器
JP2013232394A (ja) * 2012-04-02 2013-11-14 Mitsubishi Electric Corp 光源点灯装置、照明器具及び光源点灯装置の製造方法
JP2013251131A (ja) * 2012-05-31 2013-12-12 Panasonic Corp Led駆動装置、照明装置および車両用照明装置
JP2014149489A (ja) * 2013-02-04 2014-08-21 Canon Inc 発光装置、及び電子機器
JP2016115563A (ja) * 2014-12-16 2016-06-23 日本電気硝子株式会社 発光デバイス
JP2016167362A (ja) * 2015-03-09 2016-09-15 大日本印刷株式会社 照明装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11381057B2 (en) 2019-10-18 2022-07-05 Nichia Corporation Light source device
US11705691B2 (en) 2019-10-18 2023-07-18 Nichia Corporation Light source device
WO2024058047A1 (ja) * 2022-09-16 2024-03-21 ソニーグループ株式会社 光源装置及び医療用観察システム

Also Published As

Publication number Publication date
US20190259917A1 (en) 2019-08-22
JPWO2018084101A1 (ja) 2019-09-19
JP6909801B2 (ja) 2021-07-28
US11024777B2 (en) 2021-06-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2018084101A1 (ja) 光源装置
JP6785454B2 (ja) 光源装置および投光装置
US7656307B2 (en) Vehicle lighting device and LED light source therefor
KR101548435B1 (ko) 회로 모듈, 발광 모듈 및 차량용 등기구
JP6722909B2 (ja) 色変換素子及び照明装置
JP2005183531A (ja) 半導体発光装置
JP2018016191A (ja) 車両用照明装置および車両用灯具
JP2009182399A (ja) イメージセンサ用照明装置
JP6967917B2 (ja) 灯具ユニット及び車両用灯具
US9488839B2 (en) Light emitting device and image display apparatus
JP2005129354A (ja) Led照明装置
JPH06232504A (ja) レーザ走査装置
JP5686200B2 (ja) ランプ装置および照明装置
JP5235105B2 (ja) 発光装置
JP2009245643A (ja) 照明装置
KR20190028731A (ko) 납땜에 의해서 부착된 smd형 led를 가진 자동차 헤드램프
JP2014011107A (ja) Led光源装置およびled光源を備えた露光装置
JP2008140717A (ja) 反射型発光ダイオード照明装置
KR20030096838A (ko) 서브마운트 일체형 포토다이오드 및 이를 이용한 레이져다이오드 패키지
JP2023023857A (ja) 車両用照明装置、および車両用灯具
JP6936084B2 (ja) 灯具ユニット及び車両用灯具
JP2017195046A (ja) 車両用灯具
JP2016066642A (ja) 光源装置
JP2024000605A (ja) 車両用照明装置、および車両用灯具
JP2020149808A (ja) 照明器具

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 17868347

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2018548991

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 17868347

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1