WO2018212187A1 - 車両用灯具 - Google Patents

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WO2018212187A1
WO2018212187A1 PCT/JP2018/018778 JP2018018778W WO2018212187A1 WO 2018212187 A1 WO2018212187 A1 WO 2018212187A1 JP 2018018778 W JP2018018778 W JP 2018018778W WO 2018212187 A1 WO2018212187 A1 WO 2018212187A1
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WO
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laser light
light
wavelength conversion
conversion member
lens body
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PCT/JP2018/018778
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English (en)
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真也 小暮
大和田　竜太郎
Original Assignee
スタンレー電気株式会社
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    • F21V9/08—Elements for modifying spectral properties, polarisation or intensity of the light emitted, e.g. filters for producing coloured light, e.g. monochromatic; for reducing intensity of light

Definitions

  • the present invention relates to a vehicular lamp.
  • This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2017-098967 filed on May 18, 2017, the contents of which are incorporated herein by reference.
  • Patent Document 1 includes a laser light source that emits laser light, a wavelength conversion member that receives laser light and emits white light, and a lens body that irradiates light emitted from the wavelength conversion member forward. A light fixture is described.
  • the lens body is disposed on the opposite side of the laser light source with respect to the wavelength conversion member. For this reason, light passing holes are required on both sides of the wavelength conversion member, the contact area between the wavelength conversion member and the heat sink becomes small, and there is a problem that the center of the phosphor where the light energy density is high cannot be sufficiently cooled. Therefore, the present inventors have conceived that a laser light source and a lens body are arranged in the same direction with respect to the wavelength conversion member and a reflection type laser light source module is employed. In this configuration, white light is generated by mixing the reflected light of the laser light reflected by the light receiving surface of the wavelength conversion member and the wavelength conversion light diffused from the wavelength conversion member.
  • the contact area of a heat conductive member and a wavelength conversion member can fully be ensured on the reverse surface of a light-receiving surface, and the effect which improves the cooling efficiency of a wavelength conversion member can be anticipated.
  • An aspect of the present invention provides a vehicular lamp that can employ a structure that easily increases cooling efficiency and can suppress color unevenness.
  • the vehicular lamp of one embodiment of the present invention includes a laser light source that emits laser light, a wavelength conversion member that receives the laser light and emits white light, and a position between the laser light source and the wavelength conversion member. And a lens body that emits the white light, and the lens body emits the laser light from a laser light incident surface on which the laser light emitted from the laser light source is incident, and the inside of the lens body. And a white light incident surface on which the white light irradiated from the wavelength conversion member is incident, and an emission surface that emits the white light, and the wavelength conversion member is separated from the white light incident surface. Be placed.
  • the reflective laser light source module can be configured by positioning the lens body between the laser light source and the wavelength conversion member.
  • a sufficient contact area between the wavelength conversion member and a cooling structure such as a heat sink can be ensured, and a long-life vehicle lamp with improved cooling efficiency of the wavelength conversion member can be provided.
  • the wavelength conversion member is disposed apart from the white light incident surface that emits laser light from the inside of the lens body. For this reason, the light radiate
  • the white light incident surface makes the white light irradiated from the wavelength conversion member enter.
  • the light irradiated from the wavelength conversion member is refracted on the white light incident surface, and white light with a narrow diffusion angle is incident on the inside of the lens body.
  • the total reflection efficiency can be increased by appropriately setting the surface direction of the internal reflection surface.
  • the laser light incident surface may be curved in a convex lens shape.
  • the laser light is refracted in the condensing direction on the laser light incident surface. Therefore, non-parallel light can be included in the light passing through the inside of the lens body. Laser light that has passed through the lens body and reached the white light incident surface can be further refracted when emitted. As a result, the diffusion angle of the reflected light reflected by the light receiving surface of the wavelength conversion member can be increased, and the effect of suppressing color unevenness can be enhanced.
  • the wavelength conversion member may have a light receiving surface orthogonal to the optical axis of the laser light emitted from the white light incident surface.
  • the optical axis of the reflected light reflected by the wavelength conversion member can be matched with the optical axis of the wavelength converted light subjected to wavelength conversion, and color unevenness can be effectively suppressed.
  • the laser light source may have a configuration in which p-polarized laser light is incident on the laser light incident surface in a range of a Brewster angle + 5 ° from a normal direction.
  • a plurality of the laser light sources may be provided, and the plurality of laser light sources may be configured to cause the laser beams to be irradiated to enter the same wavelength conversion member.
  • a light emission detection unit that detects a light emission state of the wavelength conversion member
  • a control unit that is connected to the laser light source and the light emission detection unit, the control unit includes the laser
  • the laser light irradiation by the laser light source may be stopped.
  • the wavelength conversion member when the wavelength conversion member falls off, the laser light irradiation from the laser light source can be stopped. Therefore, when the wavelength conversion member falls off, it is possible to prevent the laser light from being emitted from the emission surface to the outside of the lens body.
  • the vehicular lamp of the present invention it is possible to provide a vehicular lamp that can employ a structure that can easily improve the cooling efficiency and can suppress color unevenness.
  • FIG. 1 is a schematic side view of a vehicular lamp according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a light emitting unit of a vehicle lamp according to an embodiment.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of a lens body of a vehicular lamp according to an embodiment.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of the vehicular lamp according to one embodiment, and is a diagram illustrating an optical path of laser light emitted from a laser light source.
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of the vehicular lamp according to the embodiment, and is a diagram illustrating an optical path of white light emitted from the wavelength conversion member.
  • FIG. 6 is a schematic sectional view of a vehicular lamp according to the first modification.
  • FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of a vehicular lamp according to a second modification.
  • the front-rear direction means the front-rear direction of the vehicle on which the vehicular lamp is mounted, and the vehicular lamp is assumed to emit light toward the front. Furthermore, the front-rear direction is assumed to be one direction in a horizontal plane unless otherwise specified. Furthermore, the left-right direction is one direction in a horizontal plane unless otherwise specified, and is a direction orthogonal to the front-rear direction.
  • “along a certain direction (specified direction)” means not only the case along a strictly specified direction but also the case along a direction tilted within a range of less than 45 ° with respect to the specified direction. Including. In this specification, the phrase “two points are located in the vicinity” includes not only a case where the two points are close to each other but also a case where the two points coincide with each other.
  • an XYZ coordinate system is appropriately shown as a three-dimensional orthogonal coordinate system.
  • the Y-axis direction is the vertical direction (vertical direction)
  • the + Y direction is the upward direction.
  • the Z-axis direction is the front-rear direction
  • the + Z direction is the front direction (forward).
  • the X-axis direction is the left-right direction.
  • FIG. 1 is a schematic side view of a vehicular lamp 1 according to an embodiment.
  • the lens body 40 is shown as a cross section.
  • the vehicular lamp 1 includes a laser light source 10, a wavelength conversion member 20, a holding member 25 that holds the wavelength conversion member 20, a lens body 40 that is positioned between the laser light source 10 and the wavelength conversion member 20, and light emission detection.
  • Unit 50 and control unit 60 The wavelength conversion member 20 and the holding member 25 constitute the light emitting unit 3. Further, the light emitting unit 3 and the laser light source 10 constitute a laser light source module 2.
  • the light emission detection unit 50 and the control unit 60 constitute a control unit 5.
  • the laser light source module 2 includes a laser light source 10 and a light emitting unit 3.
  • the laser light source 10 is a semiconductor laser light source such as a laser diode that emits laser light LL1 in a blue region (for example, an emission wavelength is 450 nm).
  • the laser light source 10 irradiates the laser beam LL1 in the direction of the optical axis J1 inclined backward by an angle ⁇ with respect to the vertical line V.
  • the laser light source 10 is fixed to a vehicle on which the vehicular lamp 1 is mounted by a fixing member (not shown).
  • the wavelength conversion member 20 is disposed to face the laser light source 10.
  • the wavelength conversion member 20 receives the laser light LL1 emitted from the laser light source 10 and emits white light.
  • the wavelength conversion member 20 is held by a holding member 25.
  • the light emitting unit 3 including the wavelength conversion member 20 and the holding member 25 is fixed to a vehicle on which the vehicle lamp 1 is mounted by a fixing member (not shown).
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the light emitting unit 3.
  • the wavelength conversion member 20 is a rectangular plate-like phosphor.
  • the wavelength conversion member 20 includes a light receiving surface 20a that faces the laser light source 10 and receives the laser light LL1, and a back surface 20b that faces away from the light receiving surface 20a.
  • the light receiving surface 20a is orthogonal to the optical axis of the laser light LL1 emitted from the laser light source 10.
  • a reflective film 21 is formed on the back surface 20b.
  • the wavelength conversion member 20 receives the laser light LL1 emitted from the laser light source 10, converts at least a part of the laser light into light of a different wavelength, and irradiates the yellow wavelength conversion light FL from the light receiving surface 20a. Further, the wavelength conversion member 20 reflects the laser light LL1 emitted from the laser light source 10 as blue reflected light LL2. The yellow wavelength converted light FL and the blue reflected light LL2 are mixed with each other to form white light WL. That is, the wavelength conversion member 20 receives the laser light LL1 and irradiates the white light WL.
  • the reflective film 21 formed on the back surface 20b of the wavelength conversion member 20 reflects the laser light LL1 that has passed through the wavelength conversion member 20.
  • the reflective film 21 reflects the wavelength converted light FL irradiated to the back surface 20b side to the light receiving surface 20a side.
  • the holding member 25 is provided with a recess 25c on an upper surface 25a facing the laser light source 10.
  • the wavelength conversion member 20 is fitted in the recess 25c.
  • a plurality of fins 25 d are provided on the lower surface 25 b of the holding member 25.
  • the holding member 25 functions as a heat sink.
  • the holding member 25 is preferably made of a metal (aluminum alloy or the like) having high heat dissipation characteristics.
  • the lens body 40 since the lens body 40 is located between the laser light source 10 and the wavelength conversion member, the reflection that mixes the reflected light LL2 of the laser light LL1 and the wavelength converted light FL.
  • the type of laser light source module 2 can be adopted.
  • the heat sink (the holding member 25 in the present embodiment) is disposed on the opposite side of the lens body 40 with respect to the wavelength conversion member 20, and a sufficient contact area between the wavelength conversion member 20 and the heat sink can be secured. Therefore, according to the present embodiment, it is possible to provide a long-life vehicular lamp 1 with improved cooling efficiency of the wavelength conversion member 20.
  • control unit 5 controls the laser light source module 2.
  • the control unit 5 includes a light emission detection unit 50 and a control unit 60.
  • the light emission detector 50 is disposed in the vicinity of the wavelength conversion member 20.
  • the light emission detection unit 50 detects light that has not entered the lens body 40 or leaked light that has leaked from the lens body 40 out of the light emitted from the wavelength conversion member 20.
  • the light detected by the light emission detection unit 50 is at least one of white light WL and wavelength converted light FL (that is, yellow light) emitted from the wavelength conversion member 20. Thereby, the light emission detection unit 50 detects the light emission state of the wavelength conversion member 20.
  • detecting the light emission state of the wavelength conversion member means detecting the intensity of light emitted from the wavelength conversion member.
  • the control unit 60 is electrically connected to the laser light source 10 and the light emission detection unit 50.
  • the controller 60 monitors the light emission state of the wavelength conversion member 20 based on the signal transmitted from the light emission detector 50.
  • the control unit 60 controls the laser light source 10.
  • the control unit 60 includes, for example, an unillustrated CPU (Central Processing Unit) and RAM (Random Access Memory).
  • the control unit 60 executes a predetermined program in the CPU to compare the detection result of the light emission detection unit 50 with a predetermined threshold value, and based on the comparison result, the laser light source does not emit laser light LL1. 10 is controlled.
  • the control unit 5 When the wavelength conversion member 20 is held by the holding member 25 and disposed at a fixed position, the light emission detection unit 50 receives yellow light (or white light) and issues a detection signal corresponding to the amount of received light to the control unit 60. . On the other hand, when the wavelength conversion member 20 falls off from a fixed position for some reason, the light emission detection unit 50 does not receive yellow light (or white light) and does not emit a detection signal (or cannot be detected). ).
  • the light emission when the wavelength conversion member 20 is smaller than the value of the detection signal of the light emission detection unit 50 when the wavelength conversion member 20 is disposed at a fixed position as the predetermined threshold value and the wavelength conversion member 20 is dropped off. A value larger than the value of the detection signal of the detection unit 50 is set and stored in the control unit 60.
  • the control unit 60 compares the detection result detected by the light emission detection unit 50 with a predetermined threshold value, and determines whether or not the wavelength conversion member 20 has dropped from the home position based on the comparison result.
  • the control unit 60 obtains a comparison result that the predetermined threshold value is larger than the detection signal emitted by the light emission detection unit 50 and determines that the wavelength conversion member 20 has dropped from the fixed position
  • the laser 60 Control is performed such as stopping the supply of current to the laser light source 10 so as not to emit light. That is, the control unit 60 stops the irradiation of the laser light from the laser light source 10 when the laser light source 10 emits the laser light LL1 and the light emission detection unit 50 detects that the light emission state of the wavelength conversion member 20 is insufficient. To do. For this reason, according to this embodiment, when the wavelength conversion member 20 falls off, the laser light source 10 can be turned off, and the laser beam LL1 can be prevented from being emitted from the emission surface 48 to the outside of the lens body 40. .
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of the lens body 40.
  • FIG. 3 illustrates a part of the optical path of the white light WL emitted from the light emitting unit 3.
  • the lens body 40 irradiates the white light WL emitted from the wavelength conversion member 20 forward.
  • the lens body 40 is a solid polyhedral lens body having a shape extending along the front-rear reference axis AX40.
  • the front / rear reference axis AX40 is a reference axis that extends in the front / rear direction (Z-axis direction) of the vehicle and passes through the center of the exit surface 48 of the lens body 40 described later.
  • the lens body 40 includes a rear end portion 40AA facing rearward and a front end portion 40BB facing frontward.
  • the lens body 40 may be made of a material having a refractive index higher than that of air, for example, a transparent resin such as polycarbonate or acrylic, or glass.
  • a transparent resin such as polycarbonate or acrylic
  • the lens body 40 can be formed by injection molding using a mold.
  • the lens body 40 emits the white light WL incident on the inside of the lens body 40 from the rear end portion 40AA from the front end portion 40BB and radiates forward, thereby providing a low beam light distribution pattern including a cut-off line at the upper end edge.
  • the rear end portion 40AA of the lens body 40 includes a white light incident surface 42 and a first reflecting surface 44.
  • the front end portion 40BB of the lens body 40 includes an emission surface 48 that is a convex lens surface.
  • a second reflecting surface 46 is disposed between the rear end portion 40AA and the front end portion 40BB of the lens body 40.
  • the lens body 40 has a laser light incident surface 41, a white light incident surface 42, a first reflecting surface 44, a second reflecting surface 46, and an emitting surface 48.
  • the laser light incident surface 41, the white light incident surface 42, and the first reflecting surface 44 are located at the rear end portion 40AA of the lens body 40.
  • the emission surface 48 is located at the front end portion 40BB of the lens body 40.
  • the second reflecting surface 46 is located between the rear end portion 40AA and the front end portion 40BB.
  • the first reflecting surface 44 is a surface that internally reflects (preferably totally reflects) the white light WL that has entered the lens body 40 from the white light incident surface 42.
  • the first reflecting surface 44 is configured as a reflecting surface including an ellipsoidal shape (or a similar free-form surface or the like) with the first focal point F1 and the second focal point F2 positioned in front of the first focal point F1 as a reference.
  • the first focal point F ⁇ b> 1 is disposed at the virtual light source position FV
  • the second focal point F ⁇ b> 2 is disposed in the vicinity of the focal point F ⁇ b> 48 on the emission surface 48.
  • the virtual light source position FV is an intersection when light that is refracted from the wavelength conversion member 20 on the white light incident surface 42 and enters the lens body 40 is extended in the opposite direction.
  • the virtual light source position FV is the position of the light source when it is assumed that the light source is integrally disposed inside the lens body 40.
  • the first reflecting surface 44 reflects the white light incident on the inside of the lens body 40 to the inner surface. The light is focused on the two focal points F2. Further, the first reflecting surface 44 internally reflects light irradiated from a position shifted from the first focus F1 toward the upper side or the lower side of the second focus.
  • the second reflecting surface 46 is a surface that internally reflects (preferably totally reflects) at least a part of the white light WL that is internally reflected by the first reflecting surface 44.
  • the second reflecting surface 46 of the present embodiment extends in a substantially horizontal direction from the vicinity of the focal point F48 of the emission surface 48 toward the rear.
  • the second reflecting surface 46 is a flat surface. Note that the second reflecting surface 46 may be a surface inclined with respect to the horizontal or a curved surface.
  • the front edge 46a of the second reflecting surface 46 includes an edge shape that shields part of the white light WL internally reflected by the first reflecting surface 44 to form a cut-off line of the low beam light distribution pattern.
  • the front end edge 46a of the second reflecting surface 46 is disposed in the vicinity of the focal point F48.
  • the emission surface 48 emits white light WL passing through the inside of the lens body 40 forward.
  • the exit surface 48 is a convex lens surface protruding forward.
  • the exit surface 48 is configured with reference to a focal point F48 that substantially coincides with the second focal point F2.
  • the focal point F48 of the emission surface 48 is the center of the light collection region where light is concentrated before the emission surface 48 when the light emitted from the emission surface 48 forms a desired light distribution pattern. Means the point located at.
  • the emission surface 48 is reflected by the second reflection surface 46 and the white light WL reflected by the second reflection surface 46 and reaching the emission surface 48 out of the white light WL internally reflected by the first reflection surface 44.
  • the white light WL that has reached the emission surface 48 is emitted.
  • the white light WL reflected by the second reflecting surface 46 and reaching the emission surface 48 is emitted downward from the front-rear reference axis AX40 on the emission surface 48.
  • the white light WL that has reached the emission surface 48 without being reflected by the second reflection surface 46 is emitted from the lower side of the front-rear reference axis AX40 on the emission surface 48 substantially in parallel.
  • These emitted lights are superimposed on each other in front of the vehicular lamp 1. That is, the light internally reflected by the second reflecting surface 46 is folded back at the front end edge 46a of the second reflecting surface 46 and is superimposed below the cutoff line.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of the vehicular lamp 1 in the vicinity of the rear end portion 40AA of the lens body 40, and is a diagram illustrating an optical path of the laser light LL1 emitted from the laser light source 10.
  • the lens body 40 is positioned between the laser light source 10 and the wavelength conversion member 20 at the rear end portion 40AA.
  • the rear end portion 40AA of the lens body 40 is provided with a laser light incident surface 41 and a white light incident surface 42.
  • the laser light incident surface 41 and the white light incident surface 42 are arranged in a straight line connecting the laser light source 10 and the wavelength conversion member 20.
  • the laser light incident surface 41 is provided in a bulging portion 49 formed so as to bulge outward from the first reflecting surface 44.
  • the laser light incident surface 41 is disposed to face the laser light source 10.
  • the laser light incident surface 41 allows the laser light LL1 emitted from the laser light source 10 to enter.
  • the laser light incident surface 41 is curved like a convex lens.
  • the laser beam LL1 emitted from the laser light source 10 is refracted at the laser beam incident surface 41 and refracted toward the optical axis J1 side of the laser beam LL1. That is, the laser beam LL1 that enters the lens body 40 is collected by the laser beam incident surface 41.
  • the optical axis J1 of the laser beam LL1 is the central axis of the light beam of the laser beam LL1.
  • the laser beam LL1 is a reference line that passes through the center of the spot of the laser beam LL1.
  • the white light incident surface 42 is disposed to face the wavelength conversion member 20 with a gap.
  • the white light incident surface 42 is orthogonal to the optical axis J1 of the laser light LL1 that passes through the lens body 40.
  • the white light incident surface 42 emits laser light LL1 from the inside of the lens body 40 toward the wavelength conversion member 20.
  • the laser beam LL1 enters the lens body 40, the laser beam LL1 is refracted in the condensing direction at the curved laser beam incident surface 41, and thus includes light that reaches the white light incident surface 42 from different directions. Therefore, the laser beam LL1 that has reached the white light incident surface 42 inside the lens body 40 is further refracted in the direction approaching (or away from) the optical axis J1 when emitted from the white light incident surface 42, and has a wavelength.
  • the light enters the conversion member 20.
  • the wavelength conversion member 20 is disposed away from the white light incident surface 42, the laser light LL1 emitted from the white light incident surface 42 is refracted to the light receiving surface 20a of the wavelength conversion member 20.
  • light having different incident angles can be incident.
  • a diffusion angle can be given to the reflected light LL2 (see FIG. 2) reflected by the light receiving surface 20a of the wavelength converting member 20, and the reflected light LL2 and the wavelength converted light FL can be mixed as a whole.
  • the white light WL with suppressed color unevenness can enter the lens body 40 and the white light WL with suppressed color unevenness can be emitted from the emission surface 48.
  • the wavelength conversion member and the lens body are brought into contact with each other in order to efficiently take in the light diffused and diffused from the wavelength conversion member into the lens body.
  • the laser light incident surface 41 is curved in a convex lens shape
  • the laser light LL1 is refracted in the condensing direction inside the lens body 40. Therefore, non-parallel light can be included in the laser light LL1 that passes through the lens body 40, and the laser light that passes through the lens body and reaches the white light incident surface is refracted in different directions when emitted. be able to.
  • the diffusion angle of the reflected light LL2 reflected by the light receiving surface 20a of the wavelength conversion member 20 can be increased, and the effect of suppressing color unevenness can be enhanced.
  • the configuration in which the laser beam LL1 is collected on the laser beam incident surface 41 has been described. However, it is only necessary that the light reaching the white light incident surface 42 in the lens body 40 can include light in different directions.
  • a condenser lens is disposed between the laser light source 10 and the laser light incident surface 41. A configuration may be adopted.
  • the light receiving surface 20a of the wavelength conversion member 20 is orthogonal to the optical axis J1 of the laser light LL1 emitted from the white light incident surface. Therefore, it is possible to make the optical axis of the reflected light LL2 (see FIG. 2) reflected by the wavelength converting member 20 coincide with the optical axis of the wavelength converted light FL (see FIG. 2). Thereby, the reflected light LL2 can be overlapped over the entire wavelength converted light FL to be diffused, and color unevenness of the white light WL can be effectively suppressed.
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of the vehicular lamp 1 in the vicinity of the rear end portion 40AA of the lens body 40, and is a diagram illustrating an optical path of the white light WL emitted from the wavelength conversion member 20. As shown in FIG. 5, the white light incident surface 42 refracts and enters the white light WL irradiated from the wavelength conversion member 20.
  • the wavelength conversion member 20 is disposed away from the white light incident surface 42, whereby the white light WL irradiated from the wavelength conversion member 20 is refracted at the white light incident surface 42, and the lens body.
  • the white light WL having a narrow diffusion angle can be incident on the inside of 40. Therefore, when the white light WL is internally reflected by the first reflecting surface 44 of the lens body 40, the range of the incident angle with respect to the first reflecting surface 44 can be narrowed to increase the total reflection efficiency.
  • FIG. 5 the optical path of the virtual white light VWL irradiated from the wavelength conversion member brought into contact with the white light incident surface is illustrated as a comparative example. As shown in FIG. 5, when the wavelength conversion member is brought into contact with the white light incident surface, the diffusion angle of the virtual white light VWL passing through the lens body is large, so that the first reflection surface 44 is not totally reflected. , Light utilization efficiency decreases.
  • the distance H between the wavelength conversion member 20 and the white light incident surface 42 is desirably a distance that can sufficiently capture the white light WL emitted from the wavelength conversion member 20.
  • the white light WL emitted from the wavelength conversion member 20 has a Lambertian intensity characteristic. Among these, light irradiated in an angle range of, for example, 70 ° or less with respect to a direction perpendicular to the surface of the wavelength conversion member 20 enters the lens body 40 through the white light incident surface 42 of the lens body 40.
  • the distance H is set so that The angle range in which the white light WL is incident on the lens body 40 may be 70 ° or less.
  • the distance H is appropriately set so that more light satisfies the condition of total reflection when white light WL is incident on the first reflecting surface 44 of the lens body 40.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of the vehicular lamp 101 according to the first modification of the above-described embodiment.
  • the vehicular lamp 101 of Modification 1 is mainly different in the configuration of the laser light source 110 from the vehicular lamp 1 described above.
  • the vehicular lamp 101 includes a laser light source 110, a wavelength conversion member 20, and a lens body 40, as in the above-described embodiment.
  • the laser light source 110 emits p-polarized laser light LL1. Further, the laser light source 110 causes the laser light LL1 to enter the laser light incident surface 41 in the vicinity of the Brewster angle ⁇ . More specifically, the laser beam LL1 is incident on the laser beam incident surface 41 in the range of the Brewster angle ⁇ + 5 ° from the normal direction. In general, it is known that when p-polarized light is incident at a Brewster angle, the reflectance becomes zero. By making the laser beam LL1 incident on the laser beam incident surface 41 in a range of the Brewster angle ⁇ + 5 ° from the normal direction, the reflectance of the laser beam LL1 with respect to the laser beam incident surface 41 can be sufficiently lowered.
  • this modification it is possible to suppress the reflection of the laser beam LL1 on the laser beam incident surface 41 and to increase the light use efficiency.
  • the laser beam LL1 incident on the laser beam incident surface 41 in the range of Brewster angle ⁇ ⁇ 5 °, such an effect can be obtained more remarkably.
  • a similar effect can be obtained by forming an antireflection film on the white light incident surface 42.
  • this modification by using the linearly polarized light unique to the laser beam LL1, reflection can be prevented without forming an antireflection film, and the utilization efficiency of the laser beam LL1 can be increased.
  • FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of the vehicular lamp 201 according to Modification 2 of the above-described embodiment.
  • the vehicular lamp 201 of Modification 2 is mainly different from the vehicular lamp 1 described above in that a plurality of laser light sources 210 are provided.
  • the vehicular lamp 201 includes a plurality of laser light sources 210, a wavelength conversion member 20, and a lens body 40, as in the above-described embodiment.
  • the plurality of laser light sources 210 cause the laser light LL1 to enter the laser light incident surface 41 of the lens body 40, respectively.
  • the laser beam LL1 incident on the laser beam incident surface 41 is emitted from the white light incident surface 42 and incident on the wavelength conversion member 20 as in the above-described embodiment. That is, each of the plurality of laser light sources 210 causes the laser light LL1 to be irradiated to enter the same wavelength conversion member 20.
  • the vehicular lamp 201 with high illuminance can be provided.
  • the plurality of laser light sources 210 may be configured such that p-polarized laser light LL1 is incident near the Brewster angle. Thereby, the reflection in the laser beam incident surface 41 of the laser beam LL1 irradiated from the plurality of laser light sources 210 can be suppressed, and the utilization efficiency of the laser beam LL1 can be suppressed.

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Abstract

車両用灯具は、レーザ光を照射するレーザ光源と、レーザ光を受光して白色光を照射する波長変換部材と、レーザ光源と波長変換部材との間に位置し白色光を出射するレンズ体と、を備え、レンズ体は、レーザ光を入射させるレーザ光入射面と、レンズ体の内部からレーザ光を出射するとともに波長変換部材から照射された白色光を入射させる白色光入射面と、白色光を出射する出射面と、を有し、波長変換部材は、白色光入射面から離間して配置される。

Description

車両用灯具
　本発明は、車両用灯具に関する。
　本願は、２０１７年５月１８日に出願された日本国特願２０１７－０９８９６７号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
　特許文献１には、レーザ光を照射するレーザ光源と、レーザ光を受けて白色光を照射する波長変換部材と、波長変換部材から照射された光を前方に照射するレンズ体と、を備えた灯具が記載されている。
日本国特開２０１６－１１９２５０号公報
　従来構造においてレンズ体は、波長変換部材に対しレーザ光源の反対側に配置されていた。このため、波長変換部材の両面側に光通過孔が必要となり、波長変換部材とヒートシンクの接触面積が小さくなり、光エネルギー密度が高くなる蛍光体の中心を十分に冷却できないという問題があった。そこで、本発明者らは、波長変換部材に対してレーザ光源とレンズ体を同方向に配置して、反射型のレーザ光源モジュールを採用することを想到した。この構成では、波長変換部材の受光面で反射されたレーザ光の反射光と、波長変換部材から拡散する波長変換光とを混色させて白色光を生じさせる。このような構成とすることで、受光面の逆面で熱伝導部材と波長変換部材の接触面積を十分に確保して波長変換部材の冷却効率を高める効果が期待できる。
　しかしながら、混色させる波長変換光と反射光のうち一方が拡散光であり一方が指向性の高い光であるために、混色光に色ムラが生じる。このため、車両用灯具に反射型のレーザ光源モジュールを採用すると、法規で規定された白色範囲を満たすことが困難となるという問題が新たに生じた。
　本発明の態様は、冷却効率を高めやすい構造を採用するとともに、色ムラを抑制できる車両用灯具を提供する。
　本発明の一態様の車両用灯具は、レーザ光を照射するレーザ光源と、前記レーザ光を受光して白色光を照射する波長変換部材と、前記レーザ光源と前記波長変換部材との間に位置し前記白色光を出射するレンズ体と、を備え、前記レンズ体は、前記レーザ光源から照射された前記レーザ光を入射させるレーザ光入射面と、前記レンズ体の内部から前記レーザ光を出射するとともに前記波長変換部材から照射された前記白色光を入射させる白色光入射面と、前記白色光を出射する出射面と、を有し、前記波長変換部材は、前記白色光入射面から離間して配置される。
　この構成によれば、レンズ体がレーザ光源と波長変換部材との間に位置させることで反射型のレーザ光源モジュールを構成できる。これにより、波長変換部材とヒートシンクなどの冷却構造との接触面積を十分に確保しでき、波長変換部材の冷却効率を高めた長寿命な車両用灯具を提供できる。
　また、この構成によれば、波長変換部材は、レンズ体の内部からレーザ光を出射する白色光入射面から離間して配置される。このため、白色光入射面から出射する光を屈折させて波長変換部材の受光面に対して異なる方向から様々な入射角の光を入射させることができる。これにより、波長変換部材の受光面で反射された反射光に拡散角度を付与させることができ、拡散性の高い波長変換光と全体的に混色させて色ムラを抑制した白色光を生じさせることができる。
　また、この構成によれば、白色光入射面は、波長変換部材から照射された白色光を入射させる。波長変換部材が白色光入射面から離間して配置させることで、波長変換部材から照射された光を白色光入射面において屈折させて、レンズ体の内部に拡散角度を狭めた白色光を入光させることができる。レンズ体の内部で白色光を内面反射させる場合に、内面反射面の面方向を適切に設定することで全反射効率を高めることができる。
　上述の車両用灯具の態様において、前記レーザ光入射面が、凸レンズ状に湾曲する構成としてもよい。
　この構成によれば、レーザ光入射面においてレーザ光が集光方向に屈折される。したがって、レンズ体の内部を通過する光に非平行な光を含ませることができる。レンズ体の内部を通過して白色光入射面に達したレーザ光を出射時にさらに屈折させることができる。
　結果として、波長変換部材の受光面で反射された反射光の拡散角度を大きくすることができ、色ムラ抑制の効果を高めることができる。
　上述の車両用灯具の態様において、前記波長変換部材は、前記白色光入射面から出射された前記レーザ光の光軸と直交する受光面を有する構成としてもよい。
　この構成によれば、波長変換部材において反射させた反射光の光軸と波長変換させた波長変換光の光軸とを一致させることが可能となり、色ムラを効果的に抑制できる。
　上述の車両用灯具の態様において、前記レーザ光源は、前記レーザ光入射面に対して法線方向からブリュスター角＋５°の範囲でｐ偏光のレーザ光を入射させる構成としてもよい。
　この構成によれば、レーザ光入射面におけるレーザ光の反射を抑制し、光の利用効率を高めることができる。
　上述の車両用灯具の態様において、複数の前記レーザ光源を備え、複数の前記レーザ光源は、それぞれ照射するレーザ光を同一の前記波長変換部材に入射させる構成としてもよい。
　この構成によれば、複数のレーザ光源から照射されるレーザ光を用いるため、照度の高い車両用灯具を提供できる。
　上述の車両用灯具の態様において、前記波長変換部材の発光状態を検知する発光検知部と、前記レーザ光源および前記発光検知部と接続された制御部と、を備え、前記制御部は、前記レーザ光源がレーザ光を照射しており前記発光検知部が波長変換部材の発光状態を不十分と検知した場合に、前記レーザ光源によるレーザ光の照射を停止する構成としてもよい。
　この構成によれば、波長変換部材が脱落した場合に、レーザ光源からのレーザ光の照射を停止とすることができる。したがって、波長変換部材が脱落した場合に、レーザ光が出射面からレンズ体外部に出射することを抑制できる。
　本発明の車両用灯具の態様によれば、冷却効率を高めやすい構造を採用するとともに、色ムラを抑制できる車両用灯具の提供することができる。
図１は、一実施形態の車両用灯具の側面模式図である。 図２は、一実施形態の車両用灯具の発光ユニットの断面模式図である。 図３は、一実施形態の車両用灯具のレンズ体の断面模式図である。 図４は、一実施形態の車両用灯具の断面模式図であり、レーザ光源から照射されたレーザ光の光路を示す図である。 図５は、一実施形態の車両用灯具の断面模式図であり、波長変換部材から照射された白色光の光路を示す図である。 図６は、変形例１の車両用灯具の断面模式図である。 図７は、変形例２の車両用灯具の断面模式図である。
　以下、一実施形態である車両用灯具について図面を参照しながら説明する。
　以下の説明で用いる図面は、特徴を分かり易くするために、便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。
　以下の説明において、前後方向とは、車両用灯具が搭載される車両の前後方向を意味し、車両用灯具は、前方に向かって光を照射するものとする。さらに前後方向は、特に断りのない場合は、水平面内の一方向であるものとする。さらに、左右方向とは、特に断りのない場合は、水平面内の一方向であり、前後方向と直交する方向である。
　本明細書において、「ある方向（指定した方向）に沿う」とは、厳密に指定した方向に沿う場合に加えて、指定した方向に対して４５°未満の範囲で傾いた方向に沿う場合も含む。
　本明細書において、２つの点が「近傍に位置する」とは、２つの点が単に近い位置にある場合を指すのみならず、２つの点が互いに一致する場合を含む。
　また、図面においては、適宜３次元直交座標系としてＸＹＺ座標系を示す。ＸＹＺ座標系において、Ｙ軸方向は上下方向（鉛直方向）であり、＋Ｙ方向が上方向である。また、Ｚ軸方向は前後方向であり、＋Ｚ方向が前方向（前方）である。さらに、Ｘ軸方向は、左右方向である。
　図１は、一実施形態の車両用灯具１の側面模式図である。なお、図１においてレンズ体４０を断面として示す。
　車両用灯具１は、レーザ光源１０と、波長変換部材２０と、波長変換部材２０を保持する保持部材２５と、レーザ光源１０と波長変換部材２０との間に位置するレンズ体４０と、発光検知部５０と、制御部６０と、を備える。波長変換部材２０および保持部材２５は、発光ユニット３を構成する。また、発光ユニット３およびレーザ光源１０は、レーザ光源モジュール２を構成する。発光検知部５０および制御部６０は、制御ユニット５を構成する。
　（レーザ光源モジュール）
　レーザ光源モジュール２は、レーザ光源１０と発光ユニット３とを有する。レーザ光源１０は、青色域（例えば、発光波長が４５０ｎｍ）のレーザ光ＬＬ１を照射するレーザーダイオード等の半導体レーザ光源である。レーザ光源１０は、鉛直線Ｖに対して角度θだけ後方に傾斜する光軸Ｊ１方向にレーザ光ＬＬ１を照射する。レーザ光源１０は、図示略の固定部材によって車両用灯具１が搭載される車両に固定されている。
　波長変換部材２０は、レーザ光源１０に対向して配置されている。波長変換部材２０は、レーザ光源１０から照射されたレーザ光ＬＬ１を受光して白色光を照射する。波長変換部材２０は、保持部材２５により保持されている。波長変換部材２０および保持部材２５から構成される発光ユニット３は、図示略の固定部材によって車両用灯具１が搭載される車両に固定されている。
　図２は、発光ユニット３の断面模式図である。
　本実施形態において、波長変換部材２０は、矩形板状の蛍光体である。波長変換部材２０は、レーザ光源１０と対向してレーザ光ＬＬ１を受ける受光面２０ａと、受光面２０ａと反対側を向く裏面２０ｂと、を有する。受光面２０ａは、レーザ光源１０から照射されたレーザ光ＬＬ１の光軸と直交する。また、裏面２０ｂには、反射膜２１が形成されている。
　波長変換部材２０は、レーザ光源１０から照射されたレーザ光ＬＬ１を受けてレーザ光の少なくとも一部を異なる波長の光に変換し受光面２０ａから黄色の波長変換光ＦＬを照射する。また、波長変換部材２０は、レーザ光源１０から照射されたレーザ光ＬＬ１を青色の反射光ＬＬ２として反射させる。黄色の波長変換光ＦＬと青色の反射光ＬＬ２は、互いに混色して白色光ＷＬを構成する。すなわち、波長変換部材２０は、レーザ光ＬＬ１を受光して白色光ＷＬを照射する。
　なお、波長変換部材２０の裏面２０ｂに形成された反射膜２１は、波長変換部材２０を透過したレーザ光ＬＬ１を反射させる。また、反射膜２１は、裏面２０ｂ側に照射された波長変換光ＦＬを受光面２０ａ側に反射させる。波長変換部材２０の裏面２０ｂに反射膜２１が設けられることで、波長変換部材２０から照射される光を効率的に利用することができる。
　保持部材２５は、レーザ光源１０と対向する上面２５ａに凹部２５ｃが設けられている。凹部２５ｃには、波長変換部材２０が嵌め込まれている。これにより、保持部材２５は、波長変換部材２０を裏面２０ｂ側から保持する。保持部材２５の下面２５ｂには、複数のフィン２５ｄが設けられている。これにより、保持部材２５は、ヒートシンクとして機能する。保持部材２５は、放熱特性の高い金属（アルミニウム合金など）から構成されることが好ましい。
　本実施形態によれば、図１に示すように、レンズ体４０がレーザ光源１０と波長変換部材との間に位置するため、レーザ光ＬＬ１の反射光ＬＬ２と波長変換光ＦＬとを混色させる反射型のレーザ光源モジュール２を採用できる。これにより、波長変換部材２０に対してレンズ体４０の反対側にヒートシンク（本実施形態において保持部材２５）を配置して、波長変換部材２０とヒートシンクとの接触面積を十分に確保できる。したがって、本実施形態によれば、波長変換部材２０の冷却効率を高めた長寿命な車両用灯具１を提供できる。
　（制御ユニット）
　図１に示すように、制御ユニット５は、レーザ光源モジュール２を制御する。制御ユニット５は、発光検知部５０および制御部６０を有する。
　発光検知部５０は、波長変換部材２０の近傍に配置されている。発光検知部５０は、波長変換部材２０から照射された光のうち、レンズ体４０内に入光しなかった光又はレンズ体４０から漏れ出した漏れ光を検知する。発光検知部５０が検知する光は、波長変換部材２０から照射される白色光ＷＬおよび波長変換光ＦＬ（すなわち黄色光）のうち少なくとも一方である。これにより、発光検知部５０は、波長変換部材２０の発光状態を検知する。なお本明細書において、「波長変換部材の発光状態を検知する」とは、波長変換部材から照射される光の強度を検知することを意味する。
　制御部６０は、レーザ光源１０および発光検知部５０と電気的に接続されている。制御部６０は、発光検知部５０から送信された信号を基に波長変換部材２０の発光状態を監視する。また、制御部６０は、レーザ光源１０を制御する。
　制御部６０は、例えば、図示略のＣＰＵ（中央処理ユニット、Central Processing Unit）およびＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ、Random access memory）などを有する。制御部６０は、ＣＰＵにおいて所定プログラムを実行することで、発光検知部５０の検知結果と予め定められたしきい値とを比較し、その比較結果に基づきレーザ光ＬＬ１を放出しないようにレーザ光源１０を制御する。
　次に、制御ユニット５の具体的な動作について説明する。
　波長変換部材２０が、保持部材２５に保持され定位置に配置されている場合、発光検知部５０は黄色光（又は白色光）を受光し、受光量に応じた検知信号を制御部６０へ発する。一方、波長変換部材２０が何らかの理由で定位置から脱落した場合、発光検知部５０は黄色光（又は白色光）を受光せず、検知信号を発しない（または、検知できなかった、との信号を発する）。ここで、予め定められたしきい値として、波長変換部材２０が定位置に配置されている場合の発光検知部５０の検知信号の値より小さく、かつ、波長変換部材２０が脱落した場合の発光検知部５０の検知信号の値よりは大きい値を設定しておき、制御部６０に記憶させておく。
　制御部６０は、発光検知部５０が検知した検知結果と予め定められたしきい値とを比較し、その比較結果に基づき、波長変換部材２０が定位置から脱落したか否かを判定する。
　制御部６０は、発光検知部５０が発した検知信号よりも予め定められたしきい値のほうが大きいとの比較結果を得て、波長変換部材２０が定位置から脱落したと判定した場合、レーザ光を放出しないようにレーザ光源１０への電流供給を停止するなどの制御を行う。すなわち、制御部６０は、レーザ光源１０がレーザ光ＬＬ１を照射しており発光検知部５０が波長変換部材２０の発光状態を不十分と検知した場合に、レーザ光源１０によるレーザ光の照射を停止する。このため、本実施形態によれば、波長変換部材２０が脱落した場合に、レーザ光源１０をＯＦＦとすることができ、レーザ光ＬＬ１が出射面４８からレンズ体４０外部に出射することを抑制できる。
　（レンズ体）
　図３は、レンズ体４０の断面模式図である。図３には、発光ユニット３から照射された白色光ＷＬの光路の一部を図示する。レンズ体４０は、波長変換部材２０から照射された白色光ＷＬを前方に向けて照射する。
　レンズ体４０は、前後基準軸ＡＸ４０に沿って延びた形状を有する中実の多面レンズ体である。なお本実施形態において、前後基準軸ＡＸ４０は、車両の前後方向（Ｚ軸方向）に延び、後段で説明するレンズ体４０の出射面４８の中心を通過する基準となる軸である。レンズ体４０は、後方を向く後端部４０ＡＡと、前方を向く前端部４０ＢＢと、を含む。
　レンズ体４０は、例えば、ポリカーボネイトやアクリル等の透明樹脂やガラスなど、空気よりも屈折率の高い材質のものを用いることができる。また、レンズ体４０に透明樹脂を用いた場合は、金型を用いた射出成形によってレンズ体４０を形成することが可能である。
　レンズ体４０は、後端部４０ＡＡからレンズ体４０の内部に入射した白色光ＷＬを前端部４０ＢＢから出射して前方に照射されることにより、上端縁にカットオフラインを含むロービーム用配光パターンを形成する。
　レンズ体４０の後端部４０ＡＡは、白色光入射面４２及び第１反射面４４を含んでいる。レンズ体４０の前端部４０ＢＢは、凸レンズ面である出射面４８を含んでいる。レンズ体４０の後端部４０ＡＡと前端部４０ＢＢとの間には、第２反射面４６が配置されている。
　レンズ体４０は、レーザ光入射面４１と、白色光入射面４２と、第１反射面４４と、第２反射面４６と、出射面４８と、を有する。レーザ光入射面４１、白色光入射面４２および第１反射面４４は、レンズ体４０の後端部４０ＡＡに位置する。また、出射面４８は、レンズ体４０の前端部４０ＢＢに位置する。第２反射面４６は、後端部４０ＡＡと前端部４０ＢＢとの間に位置する。
　第１反射面４４は、白色光入射面４２からレンズ体４０内部に入射した白色光ＷＬを内面反射（好ましくは全反射）する面である。第１反射面４４は、第１焦点Ｆ１と、第１焦点Ｆ１より前方に位置する第２焦点Ｆ２を基準とする楕円球形状（又はこれに類する自由曲面等）を含む反射面として構成される。第１焦点Ｆ１は、仮想光源位置ＦＶに配置されており、第２焦点Ｆ２は、出射面４８の焦点Ｆ４８の近傍に配置されている。
　ここで、仮想光源位置ＦＶとは、波長変換部材２０から白色光入射面４２において屈折してレンズ体４０内部に入射した光を逆方向に延長した場合の交点である。仮想光源位置ＦＶは、レンズ体４０の内部に光源が一体的に配置されていると仮定した場合の光源の位置である。
　楕円状の反射面は、一方の焦点を通過した光を他方の焦点に集光させる性質を有するため、第１反射面４４は、レンズ体４０の内部に入射した白色光を内面反射させて第２焦点Ｆ２に集光させる。また、第１反射面４４は、第１焦点Ｆ１からずれた位置から照射された光を第２の焦点の上方又は下方に向けて内面反射させる。
　第２反射面４６は、第１反射面４４で内面反射された白色光ＷＬの少なくとも一部を内面反射（好ましくは全反射）する面である。本実施形態の第２反射面４６は、出射面４８の焦点Ｆ４８の近傍から後方に向かって略水平方向に延びる。また本実施形態において第２反射面４６は、平面である。なお、第２反射面４６は、水平に対して傾斜した面であってもよく、また湾曲した面であってもよい。
　第２反射面４６の前端縁４６ａは、第１反射面４４で内面反射された白色光ＷＬの一部を遮光してロービーム用配光パターンのカットオフライを形成するエッジ形状を含んでいる。第２反射面４６の前端縁４６ａは、焦点Ｆ４８の近傍に配置されている。
　出射面４８は、レンズ体４０の内部を通過する白色光ＷＬを前方に出射する。出射面４８は前方に向かって突出する凸レンズ面である。出射面４８は、第２焦点Ｆ２と略一致する焦点Ｆ４８を基準として構成されている。なお本明細書において、出射面４８の焦点Ｆ４８とは、出射面４８から出射される光が所望の配光パターンを形成するときに、出射面４８の手前で光が集中する集光領域の中心に位置する点を意味する。
　出射面４８は、第１反射面４４で内面反射された白色光ＷＬのうち、第２反射面４６で反射されて出射面４８に達した白色光ＷＬと、第２反射面４６で反射されることなく出射面４８に達した白色光ＷＬと、を出射する。なお、第２反射面４６で反射されて出射面４８に達した白色光ＷＬは、出射面４８において前後基準軸ＡＸ４０より上側から下向きに出射される。また、第２反射面４６で反射されることなく出射面４８に達した白色光ＷＬは、出射面４８において前後基準軸ＡＸ４０より下側から略平行に出射される。これらの出射光は、車両用灯具１の前方で互いに重ね合わされる。すなわち、なわち、第２反射面４６で内面反射された光は、第２反射面４６の前端縁４６ａを境に折り返されてカットオフラインより下側に重畳される形となる。
　図４は、レンズ体４０の後端部４０ＡＡ近傍における車両用灯具１の断面模式図であり、レーザ光源１０から照射されたレーザ光ＬＬ１の光路を示す図である。
　レンズ体４０は、後端部４０ＡＡにおいて、レーザ光源１０と波長変換部材２０との間に位置する。レンズ体４０の後端部４０ＡＡには、レーザ光入射面４１および白色光入射面４２が設けられている。本実施形態において、レーザ光入射面４１および白色光入射面４２は、レーザ光源１０と波長変換部材２０とを結ぶ直線状に配置されている。
　レーザ光入射面４１は、第１反射面４４から外側に膨出するように形成された膨出部４９に設けられている。レーザ光入射面４１は、レーザ光源１０に対向して配置されている。レーザ光入射面４１は、レーザ光源１０から照射されたレーザ光ＬＬ１を入射させる。
　レーザ光入射面４１は、凸レンズ状に湾曲している。レーザ光源１０から照射されたレーザ光ＬＬ１は、レーザ光入射面４１において屈折してレーザ光ＬＬ１の光軸Ｊ１側に向けて屈折される。すなわち、レンズ体４０の内部に入光したレーザ光ＬＬ１は、レーザ光入射面４１により集光される。
　なお、ここでレーザ光ＬＬ１の光軸Ｊ１とは、レーザ光ＬＬ１の光束の中心軸である。
　言い換えると、レーザ光ＬＬ１とは、レーザ光ＬＬ１のスポットの中心を通過する基準線である。
　白色光入射面４２は、波長変換部材２０と隙間を介して対向して配置されている。本実施形態において、白色光入射面４２は、レンズ体４０の内部を通過するレーザ光ＬＬ１の光軸Ｊ１に直交する。
　白色光入射面４２は、レンズ体４０の内部から波長変換部材２０に向けてレーザ光ＬＬ１を出射する。レーザ光ＬＬ１は、レンズ体４０に入光する際に、湾曲状のレーザ光入射面４１において集光方向に屈折されているため、白色光入射面４２に異なる方向から到達する光を含む。したがって、レンズ体４０の内部で白色光入射面４２に達したレーザ光ＬＬ１は、白色光入射面４２から出射される際に光軸Ｊ１に近づく方向（又は離れる方向）にさらに屈折されて、波長変換部材２０に入射される。
　本実施形態によれば、波長変換部材２０が白色光入射面４２から離間して配置されるため、白色光入射面４２から出射するレーザ光ＬＬ１を屈折させて波長変換部材２０の受光面２０ａに対して異なる入射角を持った光を入射させることができる。これにより、波長変換部材２０の受光面２０ａで反射された反射光ＬＬ２（図２参照）に拡散角度を付与させることができ、反射光ＬＬ２と波長変換光ＦＬと全体的に混色させることができる。結果的に、色ムラを抑制した白色光ＷＬをレンズ体４０に入光させて、色ムラを抑制した白色光ＷＬを出射面４８から出射することができる。
　なお、従来一般的な反射型のレーザ光源モジュールでは、波長変換部材から照射され拡散的に広がる光を効率的にレンズ体に取り込むために、波長変換部材とレンズ体とを接触させている。
　本実施形態によれば、レーザ光入射面４１が凸レンズ状に湾曲するため、レンズ体４０の内部においてレーザ光ＬＬ１が集光方向に屈折される。したがって、レンズ体４０の内部を通過するレーザ光ＬＬ１に非平行な光を含ませることができ、レンズ体の内部を通過して白色光入射面に達したレーザ光を出射時に異なる方向に屈折させることができる。結果として、波長変換部材２０の受光面２０ａで反射された反射光ＬＬ２の拡散角度を大きくすることができ、色ムラ抑制の効果を高めることができる。
　なお、本実施形態では、レーザ光入射面４１においてレーザ光ＬＬ１を集光させる構成について説明した。しかしながら、レンズ体４０の内部で白色光入射面４２に達する光に異なる方向の光を含ませることができればよく、例えば、レーザ光源１０とレーザ光入射面４１との間に集光レンズを配置する構成を採用してもよい。
　本実施形態によれば、波長変換部材２０の受光面２０ａは、白色光入射面４２から出射されたレーザ光ＬＬ１の光軸Ｊ１と直交する。したがって、波長変換部材２０において反射させた反射光ＬＬ２（図２参照）の光軸と波長変換光ＦＬ（図２参照）の光軸とを一致させることが可能となる。これにより、拡散する波長変換光ＦＬの全体に亘って反射光ＬＬ２を重ね合わせることができ、白色光ＷＬの色ムラを効果的に抑制できる。
　図５は、レンズ体４０の後端部４０ＡＡ近傍における車両用灯具１の断面模式図であり、波長変換部材２０から照射された白色光ＷＬの光路を示す図である。
　図５に示すように、白色光入射面４２は、波長変換部材２０から照射された白色光ＷＬを屈折させて入射させる。
　本実施形態によれば、波長変換部材２０が白色光入射面４２から離間して配置させることで、波長変換部材２０から照射された白色光ＷＬを白色光入射面４２において屈折させて、レンズ体４０の内部に拡散角度を狭めた白色光ＷＬを入光させることができる。したがって、レンズ体４０の第１反射面４４で白色光ＷＬを内面反射させる場合に、第１反射面４４に対する入射角度の範囲を狭めて全反射効率を高めることができる。
　なお、図５には、比較例として、白色光入射面と接触させた波長変換部材から照射される仮想白色光ＶＷＬの光路を図示する。図５に示すように、波長変換部材が白色光入射面と接触させる場合には、レンズ体の内部に通過する仮想白色光ＶＷＬの拡散角度が大きいため、第１反射面４４において全反射されず、光の利用効率が低下する。
　波長変換部材２０と白色光入射面４２との距離Ｈは、波長変換部材２０から照射された白色光ＷＬを十分に取り込める程度の距離であることが望ましい。波長変換部材２０から照射される白色光ＷＬはランバーシアンの強度特性を有する。このうち、波長変換部材２０の面に対して垂直な方向を基準として、例えば７０°以内の角度範囲に照射される光がレンズ体４０の白色光入射面４２を介してレンズ体４０内に入射するように距離Ｈを設定する。なお、白色光ＷＬがレンズ体４０に入射する上記の角度範囲が７０°以下であってもよい。
　また、距離Ｈは、レンズ体４０の第１反射面４４に白色光ＷＬが入射したときに、より多くの光が全反射の条件を満たすように適切に設定する。
　＜変形例１＞
　図６は、上述の実施形態の変形例１の車両用灯具１０１の断面模式図である。変形例１の車両用灯具１０１は、上述の車両用灯具１と比較してレーザ光源１１０の構成が主に異なる。
　車両用灯具１０１は、上述の実施形態と同様に、レーザ光源１１０と、波長変換部材２０と、レンズ体４０と、を備える。
　本変形例において、レーザ光源１１０は、ｐ偏光のレーザ光ＬＬ１を照射する。また、レーザ光源１１０は、レーザ光入射面４１に対してブリュスター角βの近傍でレーザ光ＬＬ１を入射させる。より具体的には、レーザ光ＬＬ１は、レーザ光入射面４１に対して法線方向からブリュスター角β＋５°の範囲で入射する。一般的に、ｐ偏光をブリュスター角で入射させると反射率が０となることが知られている。レーザ光ＬＬ１をレーザ光入射面４１に対して法線方向からブリュスター角β＋５°の範囲で入射させることで、レーザ光入射面４１に対するレーザ光ＬＬ１の反射率を十分に低下させることができる。すなわち、本変形例によれば、レーザ光入射面４１におけるレーザ光ＬＬ１の反射を抑制し、光の利用効率を高めることができる。なお、レーザ光ＬＬ１をブリュスター角β±５°の範囲でレーザ光入射面４１に入射させることで、このような効果をより顕著に得ることができる。
　なお、ｐ偏光のレーザ光ＬＬ１をブリュスター角βで入射させるほかに、白色光入射面４２に反射防止膜を形成しても類似の効果を得ることができる。しかしながら、本変形例によれば、レーザ光ＬＬ１固有の直線偏光を利用することで、反射防止膜の成膜を行うことなく反射を防止して、レーザ光ＬＬ１の利用効率を高めることができる。
　＜変形例２＞
　図７は、上述の実施形態の変形例２の車両用灯具２０１の断面模式図である。変形例２の車両用灯具２０１は、上述の車両用灯具１と比較して複数のレーザ光源２１０を備える点が主に異なる。
　車両用灯具２０１は、上述の実施形態と同様に、複数のレーザ光源２１０と、波長変換部材２０と、レンズ体４０と、を備える。複数のレーザ光源２１０は、それぞれレンズ体４０のレーザ光入射面４１にレーザ光ＬＬ１を入射させる。レーザ光入射面４１に入射したレーザ光ＬＬ１は、上述の実施形態と同様に、白色光入射面４２から出射して波長変換部材２０に入射する。すなわち、複数のレーザ光源２１０は、それぞれ照射するレーザ光ＬＬ１を同一の波長変換部材２０に入射させる。
　本実施形態によれば、複数のレーザ光源２１０から照射されるレーザ光ＬＬ１を用いるため、照度の高い車両用灯具２０１を提供できる。
　なお、複数のレーザ光源２１０は、それぞれｐ偏光のレーザ光ＬＬ１をそれぞれブリュスター角の近傍で入射させる構成としてもよい。これにより、複数のレーザ光源２１０から照射されるレーザ光ＬＬ１のレーザ光入射面４１における反射を抑制して、レーザ光ＬＬ１の利用効率を抑制できる。
　以上に、本発明の実施形態およびその変形例を説明したが、各実施形態における各構成およびそれらの組み合わせ等は一例であり、本発明の趣旨から逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換およびその他の変更が可能である。また、本発明は実施形態によって限定されない。
１，１０１，２０１…車両用灯具、１０，１１０，２１０…レーザ光源、２０…波長変換部材、２０ａ…受光面、４０…レンズ体、４１…レーザ光入射面、４２…白色光入射面、４８…出射面、５０…発光検知部、６０…制御部、Ｊ１…光軸、ＬＬ１…レーザ光、ＬＬ２…反射光、ＦＬ…波長変換光、ＷＬ…白色光

Claims (6)

  1. 　レーザ光を照射するレーザ光源と、
    　前記レーザ光を受光して白色光を照射する波長変換部材と、
    　前記レーザ光源と前記波長変換部材との間に位置し前記白色光を出射するレンズ体と、を備え、
    　前記レンズ体は、
    　　前記レーザ光源から照射された前記レーザ光を入射させるレーザ光入射面と、
    　　前記レンズ体の内部から前記レーザ光を出射するとともに前記波長変換部材から照射された前記白色光を入射させる白色光入射面と、
    　　前記白色光を出射する出射面と、を有し、
    　前記波長変換部材は、前記白色光入射面から離間して配置される、車両用灯具。
  2. 　前記レーザ光入射面が、凸レンズ状に湾曲する、
    請求項１に記載の車両用灯具。
  3. 　前記波長変換部材は、前記白色光入射面から出射された前記レーザ光の光軸と直交する受光面を有する、
    請求項１又は２に記載の車両用灯具。
  4. 　前記レーザ光源は、前記レーザ光入射面に対して法線方向からブリュスター角＋５°の範囲でｐ偏光のレーザ光を入射させる、
    請求項１～３の何れか一項に記載の車両用灯具。
  5. 　複数の前記レーザ光源を備え、
    　複数の前記レーザ光源は、それぞれ照射するレーザ光を同一の前記波長変換部材に入射させる
    請求項１～４の何れか一項に記載の車両用灯具。
  6. 　前記波長変換部材の発光状態を検知する発光検知部と、
    　前記レーザ光源および前記発光検知部と接続された制御部と、を備え、
    　前記制御部は、前記レーザ光源がレーザ光を照射しており前記発光検知部が波長変換部材の発光状態を不十分と検知した場合に、前記レーザ光源によるレーザ光の照射を停止する、
    請求項１～５の何れか一項に記載の車両用灯具。
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