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JP6297268B2 - Lighting device - Google Patents

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JP6297268B2 JP2013119190A JP2013119190A JP6297268B2 JP 6297268 B2 JP6297268 B2 JP 6297268B2 JP 2013119190 A JP2013119190 A JP 2013119190A JP 2013119190 A JP2013119190 A JP 2013119190A JP 6297268 B2 JP6297268 B2 JP 6297268B2
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Description

本発明は、照明装置および投光器に関する。   The present invention relates to a lighting device and a projector.

近年、励起光源としてLED(light Emitting Diode)やLD(Laser Diode)などの半導体発光素子を用い、これらの励起光源から生じた励起光を、蛍光物質を含む発光部に照射してインコヒーレントな照明光を発生させる発光装置の研究が行われている。   In recent years, semiconductor light emitting devices such as LEDs (Light Emitting Diodes) and LDs (Laser Diodes) are used as excitation light sources, and the light emitted from these excitation light sources is irradiated onto a light emitting unit containing a fluorescent material to provide incoherent illumination. Research on light-emitting devices that generate light has been conducted.

中でも、高輝度光源が望まれる灯具や照明装置では、励起光源として半導体レーザが用いられた構成が提案されている。半導体レーザから発振されるレーザ光は、コヒーレントな光であるため、指向性が高く、当該レーザ光を励起光として無駄なく集光して、励起光として利用することができる。   Among these, in lamps and lighting devices where a high-intensity light source is desired, a configuration in which a semiconductor laser is used as an excitation light source has been proposed. Since the laser light oscillated from the semiconductor laser is coherent light, the directivity is high, and the laser light can be condensed without waste as excitation light and used as excitation light.

特許文献1には、半導体発光素子と、半導体発光素子から出射された青色光を受けて白色光を車両前方へ投影する投影レンズとを備え、投影レンズの後面には、蛍光体から当該投影レンズに入射した青色光を拡散させる拡散部が形成されている、車両用灯具が開示されている。また、特許文献2には、可視領域の色帯のレーザ光により蛍光体を励起し、レーザ光と蛍光体から放出される蛍光とを混色することによって照明光を得る照明装置において、蛍光体の表面に、光混合層を設けたことを特徴とする照明装置が開示されている。
また、特許文献3には、レーザ光を出射する半導体レーザ素子と、半導体レーザ素子から出射されたレーザ光の一部を波長変換した蛍光を、照明光として発する発光部と、発光部が発した照明光に含まれるレーザ光および蛍光を混合する拡散板と、を備えるヘッドランプシステムが開示されている。つまり、特許文献1〜3に記載の技術は、レーザ光あるいは投光された光を散乱させることにより、照明光の色の均一性を向上させている点で共通している。
Patent Document 1 includes a semiconductor light emitting element and a projection lens that receives blue light emitted from the semiconductor light emitting element and projects white light to the front of the vehicle. There is disclosed a vehicular lamp in which a diffusing portion for diffusing blue light incident on is formed. Patent Document 2 discloses an illumination device that obtains illumination light by exciting a phosphor with laser light having a visible color band and mixing laser light and fluorescence emitted from the phosphor. An illuminating device characterized in that a light mixing layer is provided on the surface is disclosed.
Patent Document 3 discloses a semiconductor laser element that emits laser light, a light emitting part that emits fluorescence obtained by wavelength-converting a part of the laser light emitted from the semiconductor laser element, and a light emitting part. A headlamp system including a diffusion plate that mixes laser light and fluorescence contained in illumination light is disclosed. That is, the techniques described in Patent Documents 1 to 3 are common in that the uniformity of the color of the illumination light is improved by scattering the laser light or the projected light.

特開2012−119173号公報(2012年6月21日公開)JP 2012-119173 A (released on June 21, 2012) 特開2012−054084号公報(2012年3月15日公開)JP 2012-054084 A (published March 15, 2012) 特開2013−026161号公報(2013年2月04日公開)JP2013-026161A (released on Feb. 04, 2013)

しかしながら、上述のような従来技術は、レーザ光、あるいは投光する光を拡散させて混合することによって投光する光の色の均一性を向上させるため、投光される光の広がりは大きくなり、見かけ上の光源サイズが大きくなってしまう、という問題がある。   However, the prior art as described above improves the uniformity of the color of the projected light by diffusing and mixing the laser light or the projected light, so that the spread of the projected light increases. There is a problem that the apparent light source size becomes large.

すなわち、特許文献1〜3に記載の技術では、投光する光の色の均一性を向上させる代わりに、蛍光体を励起する励起光としてレーザ光を利用することで小さな光源あるいは狭い投光での高輝度光源を実現できるというメリットが損なわれる。   That is, in the techniques described in Patent Documents 1 to 3, instead of improving the uniformity of the color of the light to be projected, the laser light is used as the excitation light for exciting the phosphor, so that a small light source or a narrow light projection can be used. The advantage of realizing a high-intensity light source is impaired.

本発明は、前記従来の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、高輝度光源を用いた照明装置および投光器であり、色ムラが低減されたものを提供することである。   The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and an object of the present invention is to provide an illumination device and a projector that use a high-intensity light source, in which color unevenness is reduced.

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る照明装置は、レーザ光を出射するレーザ光源と、上記レーザ光源が出射したレーザ光を受けて蛍光を発する蛍光体を含む発光部と、上記発光部が発した光を外部へ放射する光学系と、をそれぞれ有する投光器を備え、上記投光器は、複数存在し、複数の上記投光器から投光された光が互いに重なり合う数は、複数の上記投光器の数と同数であり、上記蛍光体の種類の数は、2以上であり、複数の上記投光器の数は、4以上である。
また、上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る照明装置は、レーザ光を出射するレーザ光源と、上記レーザ光源が出射したレーザ光を受けて蛍光を発する蛍光体を含む発光部と、上記発光部が発した光を外部へ放射する光学系と、をそれぞれ有する投光器を備え、上記投光器は、上記発光部に含まれる上記蛍光体の種類の数と同数以上、かつ、複数存在し、複数の上記投光器から投光された光が照射される領域は互いに一致し、上記蛍光体の種類の数は、2以上である。
また、上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る照明装置は、レーザ光を出射するレーザ光源と、上記レーザ光源が出射したレーザ光を受けて蛍光を発する蛍光体を含む発光部と、上記発光部が発した光を外部へ放射する光学系と、をそれぞれ有する投光器を備え、上記投光器は、上記発光部に含まれる上記蛍光体の種類の数よりも1つ以上多く、かつ、複数存在し、複数の上記投光器から投光された光が上記蛍光体の種類の数よりも1つ以上多く互いに重なり合うように外部へ光を放射し、上記蛍光体の種類の数は、3以上である。
In order to solve the above-described problem, an illumination device according to one embodiment of the present invention includes a laser light source that emits laser light, and a light-emitting unit that includes a phosphor that emits fluorescence by receiving the laser light emitted from the laser light source. And an optical system that radiates light emitted from the light emitting unit to the outside, and there are a plurality of the light projectors, and the number of light projected from the light projectors overlaps each other. The number is the same as the number of the projectors, the number of types of the phosphors is 2 or more, and the number of the plurality of projectors is 4 or more.
In order to solve the above problems, an illumination device according to one embodiment of the present invention includes a light source including a laser light source that emits laser light and a phosphor that emits fluorescence by receiving the laser light emitted from the laser light source. parts and comprises a projector having an optical system, each emitting light the emitting portion is emitted to the outside, the projector, the number of kinds of the phosphors included in the light emitting portion and the same number or more, a plurality The regions that are present and irradiated with the light projected from the plurality of projectors match each other, and the number of phosphor types is two or more.
In order to solve the above problems, an illumination device according to one embodiment of the present invention includes a light source including a laser light source that emits laser light and a phosphor that emits fluorescence by receiving the laser light emitted from the laser light source. parts and comprises a projector having an optical system, each emitting light the emitting portion is emitted to the outside, the projector is often one or more than the number of kinds of the phosphors included in the light emitting portion, And, there are a plurality of light emitted from the plurality of projectors so that one or more light beams overlap each other more than the number of phosphor types, and the number of phosphor types is 3 or more.

また、本発明の一態様に係る投光器は、レーザ光を出射するレーザ光源と、上記レーザ光源が出射したレーザ光により発光する発光部と、上記発光部が発した光を複数の光放射面から外部へ放射する光学系と、を備え、複数の上記光放射面から放射された光を互いに重ね合わせて外部へ投光する。   In addition, a projector according to an aspect of the present invention includes a laser light source that emits laser light, a light emitting unit that emits light by the laser light emitted from the laser light source, and light emitted from the light emitting unit from a plurality of light emission surfaces. An optical system that radiates to the outside, and projects the light radiated from the plurality of light emitting surfaces to the outside by overlapping each other.

また、本発明の一態様に係る投光器は、レーザ光を出射するレーザ光源と、上記レーザ光源が出射したレーザ光により発光する発光部と、上記発光部が発した光を反射する反射鏡と、を備え、上記反射鏡の反射面は、複数の反射構造を有しており、複数の上記反射構造にて反射した光を互いに重ね合わせて外部へ投光する。   Further, a projector according to an aspect of the present invention includes a laser light source that emits laser light, a light emitting unit that emits light by the laser light emitted from the laser light source, and a reflecting mirror that reflects light emitted from the light emitting unit; The reflecting surface of the reflecting mirror has a plurality of reflecting structures, and the lights reflected by the plurality of reflecting structures are superimposed on each other and projected to the outside.

また、本発明の一態様に係る投光器は、レーザ光を出射するレーザ光源と、上記レーザ光源が出射したレーザ光により発光する発光部と、上記発光部が発した光を外部へ放射する投光レンズと、を備え、上記投光レンズは、上記発光部が発した光が入射する入射面に複数の屈折構造を有しており、複数の上記屈折構造にて屈折させた光を互いに重ね合わせて外部へ投光する。   In addition, a projector according to an aspect of the present invention includes a laser light source that emits laser light, a light emitting unit that emits light by the laser light emitted from the laser light source, and a light projection that emits light emitted from the light emitting unit to the outside. The projection lens has a plurality of refractive structures on an incident surface on which the light emitted from the light emitting portion is incident, and the light refracted by the plurality of refractive structures is superposed on each other. To the outside.

上記の構成によれば、レーザ光を励起光として利用し、かつ、投光される光の色の均一性が向上した高輝度光源としての照明装置および投光器を提供することができるという効果を奏する。   According to said structure, there exists an effect that the illuminating device and projector as a high-intensity light source which utilized the laser beam as excitation light and improved the uniformity of the color of the light to project can be provided. .

本発明の実施形態に係るヘッドランプの概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the headlamp which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係るヘッドランプに用いる投光器の構造の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of the structure of the light projector used for the headlamp which concerns on embodiment of this invention. (a)は半導体レーザの回路図を模式的に示す図であり、(b)は半導体レーザの基本構造を示す斜視図である。(A) is a figure which shows the circuit diagram of a semiconductor laser typically, (b) is a perspective view which shows the basic structure of a semiconductor laser. 本発明の第2の実施形態に係るヘッドランプの概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the headlamp which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態に係るヘッドランプに用いる投光器の構造の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of the structure of the projector used for the headlamp which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施形態に係る投光器の構造の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of the structure of the projector which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 図6に示す投光器のリフレクタの基本構造と保持部材の配置とを示す正面図である。It is a front view which shows the basic structure of the reflector of the projector shown in FIG. 6, and arrangement | positioning of a holding member. 図7に示すリフレクタの形状例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the example of a shape of the reflector shown in FIG. 本発明の第4の実施形態に係る投光器の構造の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of the structure of the projector which concerns on the 4th Embodiment of this invention. 図9に示す投光器のリフレクタに設けられた微小反射構造の例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the example of the micro reflection structure provided in the reflector of the projector shown in FIG. 本発明の第5の実施形態に係る投光器の構造の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of the structure of the projector which concerns on the 5th Embodiment of this invention. 図11に示した投光器の投光レンズに設けられた微小屈折構造の例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the example of the micro refraction structure provided in the light projection lens of the light projector shown in FIG.

〔実施形態1〕
本発明の実施の形態について、図1〜図3に基づいて説明すれば、以下のとおりである。図1では、本発明の照明装置の一例として、複数の投光器1aを組み合わせて構成される自動車用のヘッドランプ(車両用前照灯)10a(照明装置)を例に挙げて説明する。ただし、本発明の照明装置は、自動車以外の車両・移動物体(例えば、船舶・航空機・潜水艇・ロケットなど)のヘッドランプとして実現されてもよいし、その他の照明装置として実現されてもよい。その他の照明装置としては、例えば、サーチライト・プロジェクター・懐中電灯・家庭用照明器具などが挙げられる。また、本発明の投光装置は、照明装置と同様に、自動車以外の車両・移動物体のヘッドランプとして利用されてもよいし、その他の照明装置として利用されてもよい。
Embodiment 1
The embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. In FIG. 1, as an example of the illumination device of the present invention, an automotive headlamp (vehicle headlamp) 10 a (illumination device) configured by combining a plurality of projectors 1 a will be described as an example. However, the lighting device of the present invention may be realized as a headlamp of a vehicle other than an automobile or a moving object (for example, a ship, an aircraft, a submersible craft, a rocket), or may be realized as another lighting device. . Examples of other lighting devices include a searchlight, a projector, a flashlight, and a home lighting device. Moreover, the light projecting device of the present invention may be used as a headlamp of a vehicle / moving object other than an automobile, or may be used as another lighting device, similarly to the lighting device.

また、ヘッドランプ10aは、走行用前照灯(ハイビーム)の配光特性基準を満たすものでもよいし、すれ違い用前照灯(ロービーム)の配光特性基準を満たすものでもよい。   Further, the headlamp 10a may satisfy the light distribution characteristic standard of the traveling headlamp (high beam), or may satisfy the light distribution characteristic standard of the passing headlamp (low beam).

(ヘッドランプ10aの概略構成)
まず、図1を参照しながら、ヘッドランプ10aの概略構成を説明する。図1の(a)は、複数の投光器1aから構成されるヘッドランプ10aを、ヘッドランプ10aを備えて地上を走行中の車両の上方から見た場合の概略構成例を示している。図1の(b)は、図1の(a)に示すヘッドランプ10aを構成する投光器1aの配置を、ヘッドランプ10aの斜め前方から見たときの様子を示す斜視図である。
(Schematic configuration of the headlamp 10a)
First, a schematic configuration of the headlamp 10a will be described with reference to FIG. FIG. 1 (a) shows a schematic configuration example when a headlamp 10a composed of a plurality of projectors 1a is viewed from above a vehicle traveling on the ground with the headlamp 10a. FIG. 1B is a perspective view showing the arrangement of the projector 1a constituting the headlamp 10a shown in FIG. 1A when viewed from an oblique front of the headlamp 10a.

図1の(a)に示すように、ヘッドランプ10aは、方向A(車両の前方など)に向けて、破線で示すように光Lを投光する複数の投光器1aを備えている。各投光器1aは、ヘッドランプ10aから所定の距離だけ前方の、照射先Rを照射するように光Lを投光する。各投光器1aは、各投光器1aから投光される光Lが、照射先Rにおいて互いに重なり合うように構成されている。その結果、複数の投光器1aから投光される光が、照射先Rにおいて互いに重なり合うことで混合されるため、照射先Rを照らす光の色ムラは低減され、色の均一性の高い照射光を得ることができる。   As shown to (a) of FIG. 1, the headlamp 10a is provided with the some light projector 1a which projects the light L toward the direction A (front of a vehicle etc.) as shown with a broken line. Each projector 1a projects the light L so as to irradiate the irradiation destination R ahead of the headlamp 10a by a predetermined distance. Each projector 1a is configured such that the light L projected from each projector 1a overlaps each other at the irradiation destination R. As a result, since the light projected from the plurality of projectors 1a is mixed by overlapping each other at the irradiation destination R, the color unevenness of the light illuminating the irradiation destination R is reduced, and irradiation light with high color uniformity is obtained. Can be obtained.

なお、ここでは、ヘッドランプ10aを構成する投光器1aの数が5つ水平に配置された場合について示しているが、ヘッドランプ10aを構成する投光器1aの数はこれに限定されず、任意の数の投光器1aを組み合わせてもよい。例えば、投光を互いに重ね合わせる投光器1aの数が多いほど照射光の色の均一度は向上するので、投光を互いに重ね合わせる投光器1aの数に上限はない。   In addition, although the case where the number of the projectors 1a which comprise the headlamp 10a is arrange | positioned horizontally is shown here, the number of the projectors 1a which comprise the headlamp 10a is not limited to this, Arbitrary numbers The projector 1a may be combined. For example, as the number of the projectors 1a that superimpose the light projections increases, the uniformity of the color of the irradiated light is improved. Therefore, there is no upper limit to the number of the light projectors 1a that superimpose the light projections on each other.

一方、投光を互いに重ね合わせる投光器1aは少なくとも2つあればよい。ただし、投光器1aに用いる蛍光体の種類の数と同数の投光器1aから投光される光Lを重ねることで、照射先Rを照らす光の色ムラが低減し、光の色の均一性がより効果的に向上することが確認された。更には、投光器1aに用いる蛍光体の種類の数より1つ以上多い投光器1aからの光Lを重ねることで、光の色の均一性がより好ましいことが分かった。   On the other hand, it is sufficient that there are at least two projectors 1a for superimposing the projections on each other. However, by superimposing the light L emitted from the same number of the projectors 1a as the number of phosphors used in the projector 1a, the color unevenness of the light illuminating the irradiation destination R is reduced, and the color uniformity of the light is more improved. It was confirmed that it improved effectively. Furthermore, it has been found that the light color uniformity is more preferable by superimposing the light L from the light projector 1a, which is one or more than the number of types of phosphors used in the light projector 1a.

したがって、光の色ムラの低減のためには、照射先Rにおいて互いに重なり合うように光を投光する投光器1aの数は、投光器1aに用いる蛍光体の種類の数と同数以上、かつ、複数であることが望ましい。光の色ムラの低減のためには、更には、投光器1aに用いる蛍光体の種類の数より1つ以上多いことがより好ましい。   Therefore, in order to reduce the color unevenness of the light, the number of the projectors 1a that project light so as to overlap each other in the irradiation destination R is equal to or more than the number of types of phosphors used in the projector 1a, and more than one. It is desirable to be. In order to reduce the color unevenness of the light, it is more preferable that the number of phosphors used in the projector 1a is at least one more.

なお、各投光器1aから射出される光Lを重ね合わせた光が、照射先Rを照射する所望の光度となるように、各投光器1aから射出される光Lの光度を調節し得る。例えば、図1のヘッドランプ10aの場合、5つの投光器1aの各々が発する光Lの光量は、照射先Rを照射するのに要する光量の1/5とすればよい。   In addition, the light intensity of the light L emitted from each projector 1a can be adjusted so that the light obtained by superimposing the light L emitted from each projector 1a has a desired light intensity for irradiating the irradiation destination R. For example, in the case of the headlamp 10a of FIG. 1, the light quantity of the light L emitted from each of the five projectors 1a may be 1/5 of the light quantity required to irradiate the irradiation destination R.

(投光器1aの構造)
次に、ヘッドランプ10aを構成する投光器1aの基本構造について、図2を参照しながら説明する。図2は、ヘッドランプ10aに用いる投光器1aの構造の一例を示す断面図である。図2に示すように、投光器1aは、半導体レーザ素子3(レーザ光源)、集光レンズ4、発光部7、リフレクタ8(光学系)、およびベース13を備えている。また、図2には、レーザ光を発振させるための電気系Eが一部のみ図示されている。
(Structure of the projector 1a)
Next, the basic structure of the projector 1a constituting the headlamp 10a will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a cross-sectional view showing an example of the structure of the projector 1a used in the headlamp 10a. As shown in FIG. 2, the projector 1 a includes a semiconductor laser element 3 (laser light source), a condenser lens 4, a light emitting unit 7, a reflector 8 (optical system), and a base 13. FIG. 2 shows only a part of the electric system E for oscillating the laser beam.

本実施形態の投光器1aは、発光部7の、レーザ光受光面から発せられる光を主として利用する構成である。   The projector 1a of the present embodiment is configured to mainly use light emitted from the laser light receiving surface of the light emitting unit 7.

(半導体レーザ素子3)
半導体レーザ素子3は、励起光として利用されるレーザ光を発振する。半導体レーザ素子3は、1チップに1つの発光点を有し、例えば、405nm(青紫色)のレーザ光を発振し、出力2Wであり、直径5.6mmのパッケージに封入されている。半導体レーザ素子3が発振するレーザ光の波長は、405nmに限定されず、380nm以上、470nm以下の波長範囲にピーク波長を有するレーザ光であってよい。半導体レーザ素子3の構成については、後に詳述する。
(Semiconductor laser element 3)
The semiconductor laser element 3 oscillates laser light used as excitation light. The semiconductor laser element 3 has one light emitting point per chip, for example, oscillates 405 nm (blue-violet) laser light, has an output of 2 W, and is enclosed in a package having a diameter of 5.6 mm. The wavelength of the laser beam oscillated by the semiconductor laser element 3 is not limited to 405 nm, and may be a laser beam having a peak wavelength in a wavelength range of 380 nm or more and 470 nm or less. The configuration of the semiconductor laser element 3 will be described in detail later.

なお、380nmより短波長のレーザ光を発振する良質な短波長用の半導体レーザ素子3を作製することが可能であれば、本実施形態の半導体レーザ素子3として、380nmより短波長のレーザ光を発振するように設計された半導体レーザを適用することも可能である。
(半導体レーザ素子3の構成)
次に、半導体レーザ素子3の基本構造について説明する。図3(a)は、半導体レーザ素子3を駆動する回路を示す模式図であり、図3(b)は、半導体レーザ素子3の基本構造を示す斜視図である。図3(a)および図3(b)に示されるように、半導体レーザ素子3は、カソード電極23、基板22、クラッド層113、活性層111、クラッド層112、アノード電極21がこの順に積層された構成である。
If it is possible to produce a high-quality semiconductor laser device 3 for short wavelength that oscillates laser light having a wavelength shorter than 380 nm, laser light having a wavelength shorter than 380 nm may be used as the semiconductor laser device 3 of this embodiment. It is also possible to apply a semiconductor laser designed to oscillate.
(Configuration of Semiconductor Laser Element 3)
Next, the basic structure of the semiconductor laser element 3 will be described. FIG. 3A is a schematic view showing a circuit for driving the semiconductor laser element 3, and FIG. 3B is a perspective view showing a basic structure of the semiconductor laser element 3. As shown in FIGS. 3A and 3B, the semiconductor laser device 3 includes a cathode electrode 23, a substrate 22, a cladding layer 113, an active layer 111, a cladding layer 112, and an anode electrode 21 stacked in this order. It is a configuration.

基板22は、半導体基板であり、蛍光体を励起するための青色〜紫外の励起光を得る場合、GaN、サファイア、SiCを用いることが好ましい。一般的には、半導体レーザ用の基板の他の例として、Si、GeおよびSiCなどのIV属半導体、GaAs、GaP、InP、AlAs、GaN、InN、InSb、GaSbおよびAlNに代表されるIII−V属化合物半導体、ZnTe、ZeSe、ZnSおよびZnOなどのII−VI属化合物半導体、ZnO、Al、SiO、TiO、CrOおよびCeOなどの酸化物絶縁体、並びに、SiNなどの窒化物絶縁体のいずれかの材料が用いられる。 The substrate 22 is a semiconductor substrate, and it is preferable to use GaN, sapphire, or SiC when obtaining blue to ultraviolet excitation light for exciting the phosphor. In general, as other examples of a substrate for a semiconductor laser, a group IV semiconductor represented by a group IV semiconductor such as Si, Ge and SiC, GaAs, GaP, InP, AlAs, GaN, InN, InSb, GaSb and AlN Group V compound semiconductors, Group II-VI compound semiconductors such as ZnTe, ZeSe, ZnS and ZnO, oxide insulators such as ZnO, Al 2 O 3 , SiO 2 , TiO 2 , CrO 2 and CeO 2 , and SiN Any material of the nitride insulator is used.

アノード電極21は、クラッド層112を介して活性層111に電流を注入するためのものである。   The anode electrode 21 is for injecting a current into the active layer 111 through the cladding layer 112.

カソード電極23は、基板22の下部から、クラッド層113を介して活性層111に電流を注入するためのものである。なお、電流の注入は、アノード電極21からカソード電極23の方向に順方向バイアスをかけて行う。   The cathode electrode 23 is for injecting current into the active layer 111 from the lower part of the substrate 22 through the clad layer 113. The current is injected by applying a forward bias in the direction from the anode electrode 21 to the cathode electrode 23.

活性層111は、クラッド層113およびクラッド層112で挟まれた構造になっている。   The active layer 111 has a structure sandwiched between the cladding layer 113 and the cladding layer 112.

また、活性層111およびクラッド層の材料としては、青色〜紫外の励起光を得る場合、AlInGaNから成る混晶半導体が用いられる。一般に半導体レーザの活性層・クラッド層としては、Al、Ga、In、As、P、N、Sbを主たる組成とする混晶半導体が用いられ、そのような構成としてもよい。また、Zn、Mg、S、Se、TeおよびZnOなどのII−VI属化合物半導体によって構成されていてもよい。   In addition, as a material for the active layer 111 and the cladding layer, a mixed crystal semiconductor made of AlInGaN is used when obtaining blue to ultraviolet excitation light. Generally, a mixed crystal semiconductor mainly composed of Al, Ga, In, As, P, N, and Sb is used as an active layer / cladding layer of a semiconductor laser, and such a configuration may be used. Moreover, you may be comprised by II-VI group compound semiconductors, such as Zn, Mg, S, Se, Te, and ZnO.

また、活性層111は、注入された電流により発光が生じる領域であり、クラッド層112およびクラッド層113との屈折率差により、発した光が活性層111内に閉じ込められる。   In addition, the active layer 111 is a region where light emission occurs due to the injected current, and the emitted light is confined in the active layer 111 due to a difference in refractive index between the cladding layer 112 and the cladding layer 113.

さらに、活性層111には、誘導放出によって増幅される光を閉じ込めるために互いに対向して設けられる表側へき開面114・裏側へき開面115が形成されており、この表側へき開面114・裏側へき開面115が鏡の役割を果す。   Further, the active layer 111 is formed with a front side cleaved surface 114 and a back side cleaved surface 115 provided to face each other in order to confine light amplified by stimulated emission, and the front side cleaved surface 114 and the back side cleaved surface 115. Plays the role of a mirror.

ただし、完全に光を反射する鏡とは異なり、誘導放出によって増幅される光の一部は、活性層111の表側へき開面114・裏側へき開面115(本実施形態では、便宜上表側へき開面114とする)から出射され、励起光L0となる。なお、活性層111は、多層量子井戸構造を形成していてもよい。   However, unlike a mirror that completely reflects light, a part of the light amplified by stimulated emission is split into a front side cleavage surface 114 and a back side cleavage surface 115 of the active layer 111 (in this embodiment, the front side cleavage surface 114 for convenience. To be excitation light L0. Note that the active layer 111 may form a multilayer quantum well structure.

なお、表側へき開面114と対向する裏側へき開面115には、レーザ発振のための反射膜(図示省略)が形成されており、表側へき開面114と裏側へき開面115との反射率に差を設けることで、低反射率端面である、例えば、表側へき開面114より励起光L0の大部分を発光点103から照射されるようにすることができる。   Note that a reflective film (not shown) for laser oscillation is formed on the back-side cleaved surface 115 opposite to the front-side cleaved surface 114, and a difference is provided in the reflectance between the front-side cleaved surface 114 and the back-side cleaved surface 115. Thus, for example, most of the excitation light L0 can be emitted from the light emitting point 103 from the front-side cleavage surface 114 which is a low reflectance end face.

クラッド層113・クラッド層112は、n型およびp型それぞれのGaAs、GaP、InP、AlAs、GaN、InN、InSb、GaSb、およびAlNに代表されるIII−V属化合物半導体、並びに、ZnTe、ZeSe、ZnSおよびZnOなどのII−VI属化合物半導体のいずれの半導体によって構成されていてもよく、順方向バイアスをアノード電極21からカソード電極23に印加することで活性層111に電流を注入できるようになっている。   The cladding layer 113 and the cladding layer 112 are made of n-type and p-type GaAs, GaP, InP, AlAs, GaN, InN, InSb, GaSb, and AlN group III-V compound semiconductors, and ZnTe and ZeSe. , ZnS and ZnO, and any other semiconductors of II-VI group compound semiconductors, and by applying a forward bias from the anode electrode 21 to the cathode electrode 23, current can be injected into the active layer 111. It has become.

クラッド層113・クラッド層112および活性層111などの各半導体層との膜形成については、MOCVD(有機金属化学気相成長)法やMBE(分子線エピタキシー)法、CVD(化学気相成長)法、レーザアブレーション法、スパッタ法などの一般的な成膜手法を用いて構成できる。各金属層の膜形成については、真空蒸着法やメッキ法、レーザアブレーション法、スパッタ法などの一般的な成膜手法を用いて構成できる。   As for film formation with each semiconductor layer such as the clad layer 113, the clad layer 112, and the active layer 111, MOCVD (metal organic chemical vapor deposition) method, MBE (molecular beam epitaxy) method, CVD (chemical vapor deposition) method. The film can be formed using a general film forming method such as a laser ablation method or a sputtering method. The film formation of each metal layer can be configured using a general film forming method such as a vacuum deposition method, a plating method, a laser ablation method, or a sputtering method.

(集光レンズ4)
図2に記載の集光レンズ4は、半導体レーザ素子3から発振されたレーザ光を発光部7上に集光するための非球面のレンズである。上述の機能を有するレンズであれば、集光レンズ4の形状および材質は特に限定されないが、405nm近傍の波長領域の光の透過性が高く、かつ、耐熱性が高い材料で形成されていることが好ましい。
(Condensing lens 4)
The condensing lens 4 shown in FIG. 2 is an aspherical lens for condensing the laser light oscillated from the semiconductor laser element 3 on the light emitting unit 7. The shape and material of the condensing lens 4 are not particularly limited as long as the lens has the above-described function. However, the condenser lens 4 is formed of a material having high light transmittance in a wavelength region near 405 nm and high heat resistance. Is preferred.

(発光部7)
発光部7は、集光レンズ4により集光されたレーザ光を受けて発光するものであり、レーザ光によって励起されて発光する蛍光体を含んでいる。図2に示すように、発光部7は、レーザ光が照射される側の面と対向する側の面で、ベース13の一部と接触して固定される。
(Light Emitting Unit 7)
The light emitting unit 7 emits light upon receiving the laser light collected by the condenser lens 4 and includes a phosphor that emits light when excited by the laser light. As shown in FIG. 2, the light emitting unit 7 is fixed in contact with a part of the base 13 on the surface opposite to the surface irradiated with the laser light.

なお、図2に示す発光部7と接するベース13の面は、発光部7のレーザ光が照射される側の面の延長線(図中の破線)がリフレクタ8の方向Aにおける開口部の最外部と交差するように傾けられている。これにより、発光部7から発せられる光をリフレクタ8で反射して、光Lとして無駄なく利用することができるという効果がある。さらに、投光器1aの発光部7上の発光点からの光が直接外部に射出されないので、Aの方向から投光器1aを見る人が眩惑されることを抑制することもできる。   The surface of the base 13 that is in contact with the light emitting unit 7 shown in FIG. It is tilted to cross the outside. Thereby, there is an effect that the light emitted from the light emitting unit 7 can be reflected by the reflector 8 and used as the light L without waste. Furthermore, since the light from the light emitting point on the light emitting unit 7 of the projector 1a is not directly emitted to the outside, it is possible to suppress a person who sees the projector 1a from the direction A from being dazzled.

発光部7は、後述するリフレクタ8の形状が回転放物面である場合には、該回転放物面の焦点付近に配置され、該発光部7の中心部がレーザ光により励起される。   When the shape of the reflector 8 described later is a rotary paraboloid, the light emitter 7 is arranged near the focal point of the rotary paraboloid, and the central portion of the light emitter 7 is excited by laser light.

発光部7は、蛍光体の粉末を焼結させ、薄片状に形成されたものである。発光部7の形状および大きさは、例えば、1mm×1mmおよび厚さ0.2mmの直方体である。白色で発光するように、発光体7は、例えば、赤色、緑色、および青色に発光する蛍光体のいずれか1つ以上が焼結されている。半導体レーザ素子3は、405nm(青紫色)のレーザ光を発振するため、発光部7に当該レーザ光が照射されると複数の色が混合され、白色光が発生する。   The light-emitting portion 7 is formed into a thin piece by sintering phosphor powder. The shape and size of the light emitting unit 7 are, for example, a rectangular parallelepiped having a size of 1 mm × 1 mm and a thickness of 0.2 mm. For example, any one or more of phosphors that emit red, green, and blue light are sintered so that the light-emitting body 7 emits white light. Since the semiconductor laser element 3 oscillates 405 nm (blue-violet) laser light, a plurality of colors are mixed and white light is generated when the light emitting unit 7 is irradiated with the laser light.

発光部7は、例えば、下記の(1)、(2)、および(3)の3種類の蛍光体を混合して焼結させることで、形成され得る。
(1)CaAlSiN:Eu:赤色の蛍光を発する蛍光体
(2)β‐SiAlON:Eu:緑色の蛍光を発する蛍光体
(3)(BaSr)MgAl1017:Eu:青色の蛍光を発する蛍光体
しかし、発光部7に用いられる蛍光体は、これらに限定されず、さまざまな蛍光体が発光部7に利用され得る。また、混合する蛍光体の種類も、3種類に限定されず、半導体レーザ素子3が発振するレーザ光の波長に応じて、適宜、変更すればよい。例えば、半導体レーザ素子3が、450nm、または、440nm以上、490nm以下の波長範囲にピーク波長を有するレーザ光を発振する場合、上記蛍光体は、黄色の蛍光体、または緑色の蛍光体と赤色の蛍光体とを混合すればよい。
The light emitting unit 7 can be formed, for example, by mixing and sintering the following three types of phosphors (1), (2), and (3).
(1) CaAlSiN 3 : Eu: phosphor emitting red fluorescence (2) β-SiAlON: Eu: phosphor emitting green fluorescence (3) (BaSr) MgAl 10 O 17 : Eu: fluorescence emitting blue fluorescence However, the phosphor used for the light emitting unit 7 is not limited to these, and various phosphors can be used for the light emitting unit 7. Further, the types of phosphors to be mixed are not limited to three types, and may be appropriately changed according to the wavelength of the laser light oscillated by the semiconductor laser element 3. For example, when the semiconductor laser element 3 oscillates a laser beam having a peak wavelength in a wavelength range of 450 nm, 440 nm or more and 490 nm or less, the phosphor is a yellow phosphor or a green phosphor and a red phosphor. What is necessary is just to mix a fluorescent substance.

ここで、黄色の蛍光体とは、560nm以上、590nm以下の波長範囲にピーク波長を有する光を発する蛍光体である。なお、緑色の蛍光体とは、510nm以上、560nm以下の波長範囲にピーク波長を有する光を発する蛍光体である。赤色の蛍光体とは、600nm以上、680nm以下の波長範囲にピーク波長を有する光を発する蛍光体である。青色の蛍光体とは、450nm以下の可視光領域の波長範囲にピーク波長を有する光を発する蛍光体である。   Here, the yellow phosphor is a phosphor that emits light having a peak wavelength in a wavelength range of 560 nm or more and 590 nm or less. The green phosphor is a phosphor that emits light having a peak wavelength in a wavelength range of 510 nm or more and 560 nm or less. The red phosphor is a phosphor that emits light having a peak wavelength in a wavelength range of 600 nm or more and 680 nm or less. The blue phosphor is a phosphor that emits light having a peak wavelength in the wavelength range of a visible light region of 450 nm or less.

なお、発光体7は、蛍光体保持物質(封止剤)としての透明部材の内部に蛍光体が分散されているものであってもよい。この場合、蛍光体保持物質としては、無機ガラスなどの材料が用いられるが、これに限定されない。レーザ光により蛍光体が励起されることにより発生する高熱に耐えることのできる耐熱性と、発生した熱を例えばベース13などに伝導する熱伝導性とを有する材料であれば、蛍光体保持物質は、樹脂、有機無機ハイブリッドガラスであってもよい。また、発光部7は、蛍光体を押し固めたものであってもよい。   The light-emitting body 7 may be one in which a phosphor is dispersed inside a transparent member as a phosphor-holding substance (sealing agent). In this case, as the phosphor holding substance, a material such as inorganic glass is used, but is not limited thereto. As long as the material has heat resistance that can withstand high heat generated by excitation of the phosphor by laser light and heat conductivity that conducts the generated heat to, for example, the base 13, the phosphor holding substance is , Resin, organic-inorganic hybrid glass. In addition, the light emitting unit 7 may be formed by pressing a fluorescent material.

(発光部7の発光原理)
次に、半導体レーザ素子3から発振されたレーザ光による蛍光体の発光原理について説明する。
(Light emission principle of the light emitting unit 7)
Next, the light emission principle of the phosphor by the laser light oscillated from the semiconductor laser element 3 will be described.

まず、半導体レーザ素子3から発振されたレーザ光が発光部7に含まれる蛍光体に照射されることにより、蛍光体内に存在する電子が低エネルギー状態から高エネルギー状態(励起状態)に励起される。   First, the laser light oscillated from the semiconductor laser element 3 is irradiated onto the phosphor included in the light emitting unit 7, whereby electrons existing in the phosphor are excited from a low energy state to a high energy state (excited state). .

その後、この励起状態は不安定であるため、蛍光体内の電子のエネルギー状態は、一定時間後にもとの低エネルギー状態(基底準位のエネルギー状態または励起準位と基底準位との間の準安定準位のエネルギー状態)に遷移する。   Since this excited state is unstable, the energy state of the electrons in the phosphor is changed to the original low energy state after a certain time (the energy state of the ground level or the level between the excited level and the ground level). Transition to a stable level energy state).

このように、高エネルギー状態に励起された電子が、低エネルギー状態に遷移することによって蛍光体が発光する。   In this way, the phosphors emit light when electrons excited to the high energy state transition to the low energy state.

白色光は、等色の原理を満たす3つの色の混色、または補色の関係を満たす2つの色の混色などで構成でき、この原理・関係に基づき、複数の蛍光体が発する光の色を、上述のように組み合わせることにより白色光を発生させることができる。   White light can be composed of a mixture of three colors that satisfy the principle of equal colors, or a mixture of two colors that satisfy the relationship of complementary colors. Based on this principle and relationship, the color of light emitted by a plurality of phosphors By combining as described above, white light can be generated.

(リフレクタ8)
リフレクタ8は、発光部7が発する蛍光を方向Aに向けて反射することにより、所定の立体角内を進む光線束を形成するものである。すなわち、リフレクタ8は、発光部から放射された光を反射することにより、投光器1aの前方へ進む光線束を含む光Lを形成する。
(Reflector 8)
The reflector 8 reflects the fluorescence emitted from the light emitting unit 7 in the direction A, thereby forming a light bundle that travels within a predetermined solid angle. That is, the reflector 8 reflects the light radiated from the light emitting unit, thereby forming the light L including the light beam traveling forward of the projector 1a.

リフレクタ8は、例えば、樹脂で形成された回転放物面などの曲面形状(カップ形状)の内側の表面に、アルミニウムなどの金属薄膜が形成された部材である。また、リフレクタ8には、半導体レーザ素子3からのレーザ光が発光部7に照射されるように、貫通穴6が適当な場所に設けられ得る。なお、貫通穴6は、必ずしも穴である必要はなく、リフレクタ8の一部分が光透過性を有するように構成された箇所であってもよい。   The reflector 8 is a member in which a metal thin film such as aluminum is formed on the inner surface of a curved surface shape (cup shape) such as a rotating paraboloid made of resin. In addition, the reflector 8 can be provided with a through hole 6 at an appropriate location so that the laser beam from the semiconductor laser element 3 is irradiated to the light emitting unit 7. The through hole 6 is not necessarily a hole, and may be a portion where a part of the reflector 8 is configured to have light transmittance.

このリフレクタ8の内面の形状は、回転放物面を原型として形成され得るものであり、発光部7からの光を反射して所望の方向に進む光線束となるように自由曲面で構成されてよい。リフレクタ8の形状およびサイズは、例えば、光Lが投光される方向Aの側に設けられた前面開口部が半径10mmの半円形の形状で、前面開口部からの奥行きが8.3mmである。   The shape of the inner surface of the reflector 8 can be formed with a paraboloid of revolution as a prototype, and is configured as a free-form surface so as to form a light bundle that reflects light from the light emitting portion 7 and proceeds in a desired direction. Good. The shape and size of the reflector 8 are, for example, a semicircular shape with a front opening provided on the side in the direction A in which the light L is projected and having a radius of 10 mm, and a depth from the front opening is 8.3 mm. .

(ベース13)
ベース13は、リフレクタ下部に配され、発光部7を固定する機能を有する部材である。なお、図2では、発光部7および半導体レーザ素子3がベース13の上に設置される例を示しているが、半導体レーザ素子3の設置位置はベース13上に限定されない。例えば、投光器1aの外部に備えられた半導体レーザ素子3から発振されるレーザ光を、光ファイバなどを利用して投光器1aが備える発光部7へと導くことも可能である。
(Base 13)
The base 13 is a member that is disposed below the reflector and has a function of fixing the light emitting unit 7. 2 illustrates an example in which the light emitting unit 7 and the semiconductor laser element 3 are installed on the base 13, but the installation position of the semiconductor laser element 3 is not limited to the base 13. For example, it is possible to guide laser light oscillated from the semiconductor laser element 3 provided outside the projector 1a to the light emitting unit 7 provided in the projector 1a using an optical fiber or the like.

ベース13は、半導体レーザ素子3および発光部7において発生した熱を受け取る高い熱伝導性を有する、アルミニウムなどの金属で形成された部材であることが好ましい。これにより、半導体レーザ素子3および発光部7と熱的に(すなわち、熱エネルギーの授受が可能なように)接続されることで、半導体レーザ素子3および発光部7で発生した熱を投光器1aの外部へ放熱することができる。   The base 13 is preferably a member made of a metal such as aluminum having high thermal conductivity for receiving heat generated in the semiconductor laser element 3 and the light emitting unit 7. Accordingly, the heat generated in the semiconductor laser element 3 and the light emitting unit 7 is transmitted to the light emitting unit 1a by being thermally connected to the semiconductor laser element 3 and the light emitting unit 7 (that is, so as to be able to exchange heat energy). It can dissipate heat to the outside.

(ヘッドランプ10aの効果)
投光器1aは、半導体レーザ素子3から発振される、高い光密度のレーザ光を発光部7に照射して、発光部7に含まれる蛍光体を励起する。これにより、発光部7上の励起光を受けて光を発する発光点のサイズは小さく、かつ、高輝度の光を発光部7から得ることができる。このように、小さい発光点から高輝度の発光を得ることにより、投光器1aを小さく設計することが可能である。
(Effect of the headlamp 10a)
The light projector 1 a irradiates the light emitting unit 7 with high-density laser light oscillated from the semiconductor laser element 3 to excite the phosphor contained in the light emitting unit 7. Thereby, the size of the light emitting point that emits light upon receiving the excitation light on the light emitting unit 7 is small, and high luminance light can be obtained from the light emitting unit 7. Thus, the projector 1a can be designed to be small by obtaining light emission with high luminance from a small light emission point.

高い光密度のレーザ光を発光部7に照射するため、発光部7に含まれる蛍光体粒子の発熱が大きくなるので、蛍光体粒子に生じる熱を効率よく放熱する必要がある。そこで、発光部7の熱伝導性を向上させるために、発光部7としては、蛍光体粒子が密に詰まっていて、蛍光体粒子間の距離が短いものが望ましい。さらに、発光部7を薄い板状に形成して、レーザ光を受ける発光部7の面上の発光点と、発光部7のレーザ光を受ける面と対向する面であってベース13と接する面と、の間の距離を短くすることで、効果的に、発光部7の放熱ができるようにすることが望ましい。   Since the light emitting section 7 is irradiated with a laser beam having a high light density, the phosphor particles contained in the light emitting section 7 generate a large amount of heat, and thus it is necessary to efficiently dissipate the heat generated in the phosphor particles. Therefore, in order to improve the thermal conductivity of the light emitting part 7, it is desirable that the light emitting part 7 is one in which the phosphor particles are closely packed and the distance between the phosphor particles is short. Further, the light emitting portion 7 is formed in a thin plate shape, the light emitting point on the surface of the light emitting portion 7 that receives the laser light, and the surface that faces the surface that receives the laser light of the light emitting portion 7 and is in contact with the base 13. It is desirable to make it possible to effectively dissipate heat from the light-emitting portion 7 by shortening the distance between the two.

しかし、発光部7のレーザ光を受ける面上の発光点のサイズが小さくなる一方で、該発光点のサイズに対する発光部7に含まれる蛍光体粒子のサイズが相対的に大きくなれば、発光部7の発光点における蛍光体粒子の分布が、発光部7から発せられる光の色の不均一性が生じる原因となり得る。さらに、発光部7を薄く形成すれば、各蛍光体粒子からの発光が発光部7の発光点において十分に混色されないまま放出されるために、発光部7の表面における光の色ムラが生じてしまう原因となり得る。   However, if the size of the light emitting point on the surface of the light emitting unit 7 that receives the laser light is reduced, and the size of the phosphor particles contained in the light emitting unit 7 with respect to the size of the light emitting point is relatively large, the light emitting unit The distribution of the phosphor particles at the light emitting point 7 can cause the unevenness of the color of the light emitted from the light emitting unit 7. Furthermore, if the light emitting part 7 is formed thinly, the light emission from each phosphor particle is emitted without being sufficiently mixed at the light emitting point of the light emitting part 7, resulting in light color unevenness on the surface of the light emitting part 7. Can be a cause.

そこで、本実施形態のヘッドランプ10aは、複数の投光器を備え、各投光器1aからの光を照射先Rに向けて投光し、照射先Rにおいて互いに重ね合わせる。これにより、各投光器1aが発する光の色ムラは、投光先である照射先Rを照射する光において低減される。   Therefore, the headlamp 10a according to the present embodiment includes a plurality of projectors, projects light from the projectors 1a toward the irradiation destination R, and superimposes them on the irradiation destination R. Thereby, the color nonuniformity of the light which each projector 1a emits is reduced in the light which irradiates the irradiation destination R which is a light projection destination.

以上のように、本実施形態に係るヘッドランプ10aは、レーザ光を出射する半導体レーザ素子3と、半導体レーザ素子3が出射したレーザ光を受けて蛍光を発する蛍光体を含む発光部7と、発光部7が発した光を外部へ放射するリフレクタ8(光学系)と、を有する投光器1aを備え、投光器1aは、発光部7に含まれる蛍光体の種類の数と同数以上、かつ、複数存在し、複数の投光器1aから投光された光が互いに重なり合うように外部へ光を放射する構成を備えている。   As described above, the headlamp 10a according to the present embodiment includes the semiconductor laser element 3 that emits laser light, the light emitting unit 7 that includes the phosphor that emits fluorescence by receiving the laser light emitted from the semiconductor laser element 3, and And a reflector 8 (optical system) that radiates light emitted from the light-emitting unit 7 to the outside. The projector 1 a includes at least the same number as the number of types of phosphors included in the light-emitting unit 7. It has a configuration that exists and emits light so that the light projected from the plurality of projectors 1a overlap each other.

レーザ光を受けて蛍光を発する発光部7に含まれる蛍光体の種類の数と同数以上、かつ、複数の投光器1aを備えることにより、当該複数の投光器1aから外部へ投光された光は互いに重なり合う。これにより、ヘッドランプ10aからの光の色ムラを低減することができる。   By providing a plurality of projectors 1a equal to or more than the number of types of phosphors included in the light emitting unit 7 that emits fluorescence upon receiving laser light, the light projected to the outside from the plurality of projectors 1a is mutually overlap. Thereby, the color unevenness of the light from the headlamp 10a can be reduced.

更には、蛍光体の種類の数より1つ以上多い投光器1aからの光Lを互いに重なり合わせることで、より効果的に投光先での光の色ムラを低減させることができる。例えば、発光部7に3種類の蛍光体を用いる場合、少なくとも3つの投光器1a、より好ましくは4つ以上の投光器1aを用いて、該投光器1aから投光される光Lを重ね合わせることで、ヘッドランプ10aから外部へ照射される光Lの均一性を向上させることができる。   Furthermore, the color L of the light at the light projecting destination can be more effectively reduced by overlapping the light L from the light projectors 1a, which is one or more more than the number of types of phosphors, with each other. For example, when three types of phosphors are used for the light emitting unit 7, by using at least three projectors 1a, more preferably four or more projectors 1a, and superimposing the light L projected from the projector 1a, The uniformity of the light L emitted from the headlamp 10a to the outside can be improved.

それゆえ、本実施形態によれば、投光される光Lの色の均一性が向上した高輝度光源としてのヘッドランプ10aを実現することができる。   Therefore, according to the present embodiment, it is possible to realize the headlamp 10a as a high-intensity light source with improved color uniformity of the projected light L.

〔実施形態2〕
本発明の他の実施形態について、図4および図5に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、実施形態1にて説明した部材と同様の部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
[Embodiment 2]
The following will describe another embodiment of the present invention with reference to FIGS. In addition, about the member similar to the member demonstrated in Embodiment 1, the same code | symbol is attached | subjected and the description is abbreviate | omitted.

(ヘッドランプ10bの概略構成)
ここでは、本発明の照明装置の一例として、複数の投光器1bを組み合わせて構成される自動車用のヘッドランプ(車両用前照灯)10b(照明装置)の別の実施形態について説明する。
(Schematic configuration of the headlamp 10b)
Here, another embodiment of an automotive headlamp (vehicle headlamp) 10b (illumination device) configured by combining a plurality of projectors 1b will be described as an example of the illumination device of the present invention.

ただし、本発明の照明装置は、自動車以外の車両・移動物体(例えば、船舶・航空機・潜水艇・ロケットなど)のヘッドランプとして実現されてもよいし、その他の照明装置として実現されてもよい。その他の照明装置としては、例えば、サーチライト・プロジェクター・懐中電灯・家庭用照明器具などが挙げられる。なお、本発明の投光装置は、投光装置1aと同様に、自動車以外の車両・移動物体のヘッドランプとして利用されてもよいし、その他の照明装置として利用されてもよい。   However, the lighting device of the present invention may be realized as a headlamp of a vehicle other than an automobile or a moving object (for example, a ship, an aircraft, a submersible craft, a rocket), or may be realized as another lighting device. . Examples of other lighting devices include a searchlight, a projector, a flashlight, and a home lighting device. The light projecting device of the present invention may be used as a headlamp for a vehicle / moving object other than an automobile, as well as the light projecting device 1a, or may be used as another illumination device.

図4の(a)は、複数の投光器1bから構成されるヘッドランプ10bを、ヘッドランプ10bを備えて地上を走行中の車両の上方から見た場合の概略構成例を示している。図4の(b)は、図4の(a)に示すヘッドランプ10bを構成する投光器1bの配置を、ヘッドランプ10bの斜め前方から見たときの様子を示す斜視図である。実施形態1の投光器1aと異なり、本実施形態の投光器1bは、光Lを出射する側に投光レンズ15を備えている。この投光レンズ15については、投光器1bの構造と共に後に詳述する。   FIG. 4 (a) shows a schematic configuration example when a headlamp 10b composed of a plurality of projectors 1b is viewed from above a vehicle traveling on the ground with the headlamp 10b. FIG. 4B is a perspective view showing a state when the arrangement of the projector 1b constituting the headlamp 10b shown in FIG. 4A is viewed obliquely from the front of the headlamp 10b. Unlike the projector 1a of the first embodiment, the projector 1b of the present embodiment includes a projector lens 15 on the side from which the light L is emitted. The projector lens 15 will be described later together with the structure of the projector 1b.

図4の(a)に示すように、ヘッドランプ10bは、方向A(車両の前方など)に対して破線で示すように光Lを投光する投光器1bを備えている。なお、ここでは、ヘッドランプ10bを構成する投光器1bの数が4つ水平に配置された場合について示しているが、ヘッドランプ10bを構成する投光器1bの数はこれに限定されず、任意の数の投光器1bを組み合わせてもよい。   As shown to (a) of FIG. 4, the headlamp 10b is equipped with the light projector 1b which projects the light L as shown with a broken line with respect to the direction A (front of a vehicle etc.). In addition, although the case where the number of the projectors 1b which comprise the headlamp 10b is arrange | positioned horizontally is shown here, the number of the projectors 1b which comprise the headlamp 10b is not limited to this, Arbitrary numbers The projector 1b may be combined.

図4の(a)に例示されたヘッドランプ10bでは、4つの投光器1bは、照射先R1において互いに重なり合う光Lを照射する2つの投光器1bと、照射先R2において互いに重なり合う光Lを照射する2つの投光器1bとを含んでいる。すなわち、照射先R1および照射先R2を照射する光は、2つの投光器1bから投光される光を互いに重なり合わせて混合されるため、照射先R1および照射先R2を照らす光の色ムラが低減され、色の均一性の高い照射光となる。   In the headlamp 10b illustrated in FIG. 4A, the four projectors 1b irradiate two light projectors 1b that irradiate light L that overlaps each other at the irradiation destination R1, and the light L that overlaps each other at the irradiation destination R2. One projector 1b. In other words, the light that irradiates the irradiation destination R1 and the irradiation destination R2 is mixed by overlapping the light emitted from the two projectors 1b with each other, thereby reducing color unevenness of the light that illuminates the irradiation destination R1 and the irradiation destination R2. As a result, the irradiation light has high color uniformity.

例えば、同じ照射範囲に光Lを射出する投光器1bの数が多いほど照射光の色の均一度は向上するので、光Lを互いに重ね合わせる投光器1bの数に上限はない。   For example, the greater the number of projectors 1b that emit light L in the same irradiation range, the more uniform the color of the irradiated light. Therefore, there is no upper limit to the number of projectors 1b that superimpose the light L on each other.

一方、光Lを互いに重ね合わせる投光器1bの数は少なくとも2つあればよい。ただし、投光器1bに用いる蛍光体の種類の数と同数の投光器1bから投光される光Lを重ねることで、照射先R1および照射先R2を照らす光の色ムラが低減し、光の色の均一性がより効果的に向上することが確認された。更には、投光器1bに用いる蛍光体の種類の数より1つ以上多い投光器1bからの光Lを重ねることで、光の色の均一性がより好ましいことが分かった。   On the other hand, the number of the projectors 1b that superimpose the light L on each other may be at least two. However, by superimposing the light L emitted from the same number of types of light projectors 1b as the number of phosphors used in the light projector 1b, the color unevenness of the light illuminating the irradiation destination R1 and the irradiation destination R2 is reduced, and the color of the light It was confirmed that the uniformity was improved more effectively. Furthermore, it has been found that the light color uniformity is more preferable by superimposing the light L from the projector 1b that is one or more than the number of types of phosphors used in the projector 1b.

なお、各投光器1bから射出される光Lを重ねあわせた光が、ヘッドランプ10bとして規定された投光先を照射する所望の光度となるように、各投光器1bから射出される光Lの光度を調節し得る。例えば、図4のヘッドランプ10bの場合、4つ備えられた投光器1bのうち照射先R1を照射する2つの投光器1bの各々が発する光Lの光量は、照射先R1を照射するのに要する光量の1/2とすればよい。   In addition, the luminous intensity of the light L emitted from each projector 1b so that the light obtained by superimposing the light L emitted from each projector 1b has a desired luminous intensity for irradiating the projection destination defined as the headlamp 10b. Can be adjusted. For example, in the case of the headlamp 10b of FIG. 4, the light quantity of the light L emitted from each of the two projectors 1b that irradiate the irradiation destination R1 among the four projectors 1b provided is the light quantity required to irradiate the irradiation destination R1. It may be set to 1/2 of this.

(投光部1bの構造)
次に、本実施形態の照明装置10bを構成する投光器1bの基本構造について、図5を参照しながら説明する。図5は、投光器1bの構造の一例を示す断面図である。図5に示すように、投光器1bは、半導体レーザ素子3、集光レンズ4、発光部7、保持部材9、ケース11、および投光レンズ15を備えている。また、図5には、レーザ光を発振させるための電源回路Eが一部のみ図示されている。
(Structure of the light projecting portion 1b)
Next, the basic structure of the projector 1b which comprises the illuminating device 10b of this embodiment is demonstrated, referring FIG. FIG. 5 is a cross-sectional view showing an example of the structure of the projector 1b. As shown in FIG. 5, the projector 1 b includes a semiconductor laser element 3, a condenser lens 4, a light emitting unit 7, a holding member 9, a case 11, and a projector lens 15. FIG. 5 shows only a part of the power supply circuit E for oscillating the laser beam.

本実施形態の投光器1bは、発光部7の、レーザ光を受ける面と対向する面から発せられる光を主として利用する構成である。   The projector 1b of the present embodiment is configured to mainly use light emitted from the surface of the light emitting unit 7 that faces the surface that receives the laser light.

(半導体レーザ素子3)
半導体レーザ素子3は、励起光として利用されるレーザ光を発振する。半導体レーザ素子3は、1チップに1つの発光点を有し、例えば、405nm(青紫色)のレーザ光を発振し、出力2.5Wであり、直径5.6mmのパッケージに封入されている。半導体レーザ素子3が発振するレーザ光の波長は、405nmに限定されない。また、本実施形態では、励起光源として半導体レーザ素子3を用いるが、半導体レーザ素子3の代わりに、LED(発光ダイオード)を用いることも可能である。
(Semiconductor laser element 3)
The semiconductor laser element 3 oscillates laser light used as excitation light. The semiconductor laser element 3 has one light emitting point per chip, for example, oscillates 405 nm (blue-violet) laser light, has an output of 2.5 W, and is enclosed in a package having a diameter of 5.6 mm. The wavelength of the laser beam oscillated by the semiconductor laser element 3 is not limited to 405 nm. In this embodiment, the semiconductor laser element 3 is used as an excitation light source, but an LED (light emitting diode) can be used instead of the semiconductor laser element 3.

(発光部7)
発光部7は、蛍光体の粒子を焼結させ、薄片状に形成されたものである。発光部7の形状および大きさは、例えば、直径1mmおよび厚さ0.5mmの円板形状である。白色で発光するように、発光体7は、例えば、黄色および青色に発光する蛍光体のいずれか1つ以上が焼結されている。半導体レーザ素子3は、405nm(青紫色)のレーザ光を発振するため、発光部7に当該レーザ光が照射されると複数の色が混合され、白色光が発生する。
(Light Emitting Unit 7)
The light emitting part 7 is formed in a flake shape by sintering phosphor particles. The shape and size of the light emitting unit 7 are, for example, a disk shape having a diameter of 1 mm and a thickness of 0.5 mm. For example, any one or more of phosphors that emit yellow and blue light are sintered so that the light-emitting body 7 emits white light. Since the semiconductor laser element 3 oscillates 405 nm (blue-violet) laser light, a plurality of colors are mixed and white light is generated when the light emitting unit 7 is irradiated with the laser light.

発光部7は、例えば、下記の(1)および(2)の2種類の蛍光体を混合して焼結させることで、形成され得る。
(1)α‐SiAlON:黄色の蛍光を発する蛍光体
(2)(BaSr)MgAl1017:Eu:青色の蛍光を発する蛍光体
しかし、発光部7に用いられる蛍光体は、これらに限定されず、さまざまな蛍光体が発光部7に利用され得る。また、混合する蛍光体の種類も、2種類に限定されず、半導体レーザ素子3が発振するレーザ光の波長に応じて、適宜、変更すればよい。
The light emitting part 7 can be formed, for example, by mixing and sintering the following two types of phosphors (1) and (2).
(1) α-SiAlON: phosphor that emits yellow fluorescence (2) (BaSr) MgAl 10 O 17 : Eu: phosphor that emits blue fluorescence However, the phosphor used in the light emitting unit 7 is limited to these. Instead, various phosphors can be used for the light emitting unit 7. Further, the types of phosphors to be mixed are not limited to two types, and may be appropriately changed according to the wavelength of the laser light oscillated by the semiconductor laser element 3.

(保持部材9)
保持部材9は、円形の板の中心に発光部7を保持するための穴が設けられた透明な材料で形成されており、投光器1bの内部において発光部7を保持する部材である。保持部材9は、例えば、図5に示すように、発光部7のレーザ光を受ける面と隣接する側面と接している。しかし、保持部材9が発光部7を保持する様式には、特に限定されない。すなわち、発光部7にレーザ光が入射するように保持され、発光部7のレーザ光を受ける面と対向する面から発せられる光が投光器1bの外部へ投光される構成であれば、いかなる保持様式であってもよい。
(Holding member 9)
The holding member 9 is formed of a transparent material provided with a hole for holding the light emitting unit 7 at the center of the circular plate, and is a member that holds the light emitting unit 7 inside the projector 1b. For example, as shown in FIG. 5, the holding member 9 is in contact with the side surface adjacent to the surface of the light emitting unit 7 that receives the laser light. However, the manner in which the holding member 9 holds the light emitting unit 7 is not particularly limited. That is, any holding is possible as long as the laser beam is held so as to be incident on the light emitting unit 7 and the light emitted from the surface of the light emitting unit 7 facing the laser beam is projected to the outside of the projector 1b. It may be a style.

なお、保持部材9は、発光部7に生じる熱を放熱するために、熱伝導性の高い材料で形成されていることが望ましい。   The holding member 9 is preferably formed of a material having high thermal conductivity in order to dissipate heat generated in the light emitting unit 7.

(ケース11)
ケース11は、投光器1bの各部材を投光器内に格納して、投光器1bを構成する部材である。ケース11は、例えば、金属などを用いて形成される。
(Case 11)
The case 11 is a member that constitutes the projector 1b by storing each member of the projector 1b in the projector. The case 11 is formed using, for example, metal.

(投光レンズ15)
投光レンズ15は、発光部7から出射した蛍光を含む光Lを、方向Aに向けて投光するためのレンズである。投光レンズ15は、例えば、樹脂製の凸レンズであり、所望の照射先R1あるいは照射先R2への投光を実現するために、自由曲面で構成され得る。投光レンズ15のサイズおよび形状の一例としては、直径20mmの円形状である。
(Projecting lens 15)
The light projecting lens 15 is a lens for projecting the light L including the fluorescence emitted from the light emitting unit 7 in the direction A. The light projecting lens 15 is, for example, a resin-made convex lens, and may be configured as a free-form surface in order to realize light projection to a desired irradiation destination R1 or irradiation destination R2. An example of the size and shape of the projection lens 15 is a circular shape having a diameter of 20 mm.

(ヘッドランプ10bの効果)
以上のように、本実施形態に係るヘッドランプ10bは、レーザ光を出射する半導体レーザ素子3と、半導体レーザ素子3が出射したレーザ光を受けて蛍光を発する蛍光体を含む発光部7と、発光部7が発した光を外部へ放射する投光レンズ15(光学系)と、を有する投光器1bを備え、投光器1bは、発光部7に含まれる蛍光体の種類の数と同数以上、かつ、複数存在し、複数の投光器1bから投光された光が互いに重なり合うように外部へ光を放射する構成を備えている。
(Effect of the headlamp 10b)
As described above, the headlamp 10b according to the present embodiment includes the semiconductor laser element 3 that emits laser light, the light emitting unit 7 that includes the phosphor that emits fluorescence by receiving the laser light emitted from the semiconductor laser element 3, and A projector 1b having a projection lens 15 (optical system) that radiates light emitted from the light emitting unit 7 to the outside, and the projector 1b is equal to or more than the number of types of phosphors included in the light emitting unit 7. There are a plurality of configurations in which light emitted from the plurality of projectors 1b is radiated to the outside so as to overlap each other.

レーザ光を受けて蛍光を発する発光部7に含まれる蛍光体の種類の数と同数以上、かつ、複数の投光器1bを備えることにより、当該複数の投光器1bから外部へ投光された光は互いに重なり合う。これにより、ヘッドランプ10bからの光の色ムラを低減することができる。   By providing a plurality of projectors 1b that are equal to or more than the number of types of phosphors included in the light emitting unit 7 that emits fluorescence upon receiving laser light, the light projected to the outside from the plurality of projectors 1b is mutually connected. overlap. Thereby, the color unevenness of the light from the headlamp 10b can be reduced.

更には、蛍光体の種類の数より1つ以上多い投光器1bからの光Lを互いに重なり合わせることで、より効果的に投光先での光の色ムラを低減させることができる。例えば、発光部7に2種類の蛍光体を用いる場合、少なくとも2つの投光器1b、より好ましくは3つ以上の投光器1bを用いて、該投光器1bから投光される光Lを重ね合わせることで、ヘッドランプ10bから外部へ照射される光Lの均一性を向上させることができる。   Furthermore, the light L from the projector 1b, which is one or more more than the number of types of phosphors, is overlapped with each other, so that the color unevenness of the light at the projection destination can be reduced more effectively. For example, when two types of phosphors are used for the light emitting unit 7, by using at least two projectors 1b, more preferably three or more projectors 1b, and superimposing the light L projected from the projectors 1b, It is possible to improve the uniformity of the light L emitted from the headlamp 10b to the outside.

それゆえ、本実施形態によれば、投光される光Lの色の均一性が向上した高輝度光源としてのヘッドランプ10bを実現することができる。   Therefore, according to the present embodiment, it is possible to realize the headlamp 10b as a high-intensity light source with improved color uniformity of the projected light L.

〔実施形態3〕
本発明の他の実施形態について、図6〜図8に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、実施形態1にて説明した部材と同様の部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
[Embodiment 3]
The following will describe another embodiment of the present invention with reference to FIGS. In addition, about the member similar to the member demonstrated in Embodiment 1, the same code | symbol is attached | subjected and the description is abbreviate | omitted.

以下では、自動車用の走行用前照灯(いわゆる、ハイビーム)として、車両の右前方、あるいは左前方に設置されて用いられる投光器1cを例に挙げて説明する。なお、投光装置1cは、自動車以外の車両・移動物体のヘッドランプとして利用されてもよいし、その他の照明装置として利用されてもよい。   Hereinafter, a projector 1c that is installed and used in the front right or left front of a vehicle will be described as an example of a traveling headlamp (so-called high beam) for an automobile. The light projecting device 1c may be used as a headlamp for a vehicle / moving object other than an automobile, or may be used as another illumination device.

(投光器1cの構造)
ここでは、本実施形態に係る投光器1cについて、図6を参照しながら説明する。図6は、本実施形態に係る投光器1cの構造の一例を示す断面図である。図6に示すように、投光器1cは、半導体レーザ素子アレイ2(レーザ光源)、集光レンズ4、光ファイバ5、発光部7、リフレクタ8(光学系)、保持部材9a、ケース11、透明カバー12、および凸レンズ14を備えている。
(Structure of the projector 1c)
Here, the projector 1c according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a cross-sectional view showing an example of the structure of the projector 1c according to the present embodiment. As shown in FIG. 6, the projector 1c includes a semiconductor laser element array 2 (laser light source), a condensing lens 4, an optical fiber 5, a light emitting unit 7, a reflector 8 (optical system), a holding member 9a, a case 11, and a transparent cover. 12 and a convex lens 14.

本実施形態の投光器1cは、発光部7の、レーザ光を受ける面から発せられる光を主として利用する構成である。   The projector 1c of the present embodiment is configured to mainly use light emitted from the surface of the light emitting unit 7 that receives laser light.

(半導体レーザ素子アレイ2/半導体レーザ素子3)
半導体レーザ素子アレイ2は、励起光を出射する励起光源として機能し、複数(例えば、8つ)の半導体レーザ3を基板上に備えるものである。半導体レーザ3のそれぞれから励起光としてのレーザ光が発振される。
(Semiconductor laser element array 2 / semiconductor laser element 3)
The semiconductor laser element array 2 functions as an excitation light source that emits excitation light, and includes a plurality of (for example, eight) semiconductor lasers 3 on a substrate. Laser light as excitation light is oscillated from each of the semiconductor lasers 3.

なお、励起光源として複数の半導体レーザ3を用いる必要は必ずしもなく、半導体レーザ3を1つのみ用いてもよいが、高出力のレーザ光を得るためには、複数の半導体レーザ3を用いる方が容易である。   It is not always necessary to use a plurality of semiconductor lasers 3 as an excitation light source, and only one semiconductor laser 3 may be used. However, in order to obtain a high-power laser beam, it is preferable to use a plurality of semiconductor lasers 3. Easy.

半導体レーザ3は、1チップに1つの発光点を有し、例えば、400nm(青紫色)のレーザ光を発振する。   The semiconductor laser 3 has one light emitting point per chip and oscillates, for example, a 400 nm (blue-violet) laser beam.

半導体レーザ素子アレイ2、集光レンズ4、半導体レーザ素子に生じる熱を放熱するためのヒートシンク(図示せず)、および各半導体レーザ素子3からそれぞれ所望の出力でレーザ光を発振させるための電気系Eと配線(図示せず)を、レーザモジュール部としてパッケージングしてもよい。   Semiconductor laser element array 2, condenser lens 4, heat sink (not shown) for radiating heat generated in the semiconductor laser element, and electric system for oscillating laser light with a desired output from each semiconductor laser element 3 E and wiring (not shown) may be packaged as a laser module part.

(光ファイバ5)
光ファイバ5は、半導体レーザ3が発振したレーザ光を発光部7へと導く導光部材であり、複数の光ファイバの束である。この光ファイバ5は、各半導体レーザ素子3からの上記レーザ光を受け取る複数の入射端部5bと、該入射端部5bを束ねてすべてのレーザ光を入射させ、導光して、出射する1本の光ファイバ5とを有している。光ファイバ5は、発光部7のレーザ光照射面に対してレーザ光を出射する。
(Optical fiber 5)
The optical fiber 5 is a light guide member that guides the laser light oscillated by the semiconductor laser 3 to the light emitting unit 7 and is a bundle of a plurality of optical fibers. The optical fiber 5 includes a plurality of incident end portions 5b that receive the laser light from each semiconductor laser element 3, and bundles the incident end portions 5b so that all the laser beams are incident, guided, and emitted. And an optical fiber 5. The optical fiber 5 emits laser light to the laser light irradiation surface of the light emitting unit 7.

なお、光ファイバ5は、1本の光ファイバである必要は必ずしもなく、出射端部を複数有する構成であって良い。例えば、複数の出射端部を備えることにより、発光部7にレーザ光が局所的に照射されることが無くなり、発光部7の一部の著しい劣化を防止できる。   Note that the optical fiber 5 is not necessarily a single optical fiber, and may have a configuration having a plurality of emission end portions. For example, by providing a plurality of emission end portions, the light emitting portion 7 is not locally irradiated with laser light, and a significant deterioration of a part of the light emitting portion 7 can be prevented.

(光ファイバ5の材質および構造)
光ファイバ5は、中芯のコアを、当該コアよりも屈折率の低いクラッドで覆った2層構造をしている。コアは、レーザ光の吸収損失がほとんどない石英ガラス(酸化ケイ素)を主成分とするものであり、クラッドは、コアよりも屈折率の低い石英ガラスまたは合成樹脂材料を主成分とするものである。
(Material and structure of optical fiber 5)
The optical fiber 5 has a two-layer structure in which an inner core is covered with a clad having a refractive index lower than that of the core. The core is mainly composed of quartz glass (silicon oxide) having almost no absorption loss of laser light, and the clad is composed mainly of quartz glass or a synthetic resin material having a refractive index lower than that of the core. .

例えば、光ファイバ5は、コアの径が200μm、クラッドの径が240μm、開口数NAが0.22の石英製のものであるが、光ファイバ5の構造、太さ、および材質は上述のものに限定されない。例えば、光ファイバ5の長軸方向に対して垂直な断面は矩形であってもよい。   For example, the optical fiber 5 is made of quartz having a core diameter of 200 μm, a cladding diameter of 240 μm, and a numerical aperture NA of 0.22, but the structure, thickness, and material of the optical fiber 5 are as described above. It is not limited to. For example, the cross section perpendicular to the major axis direction of the optical fiber 5 may be rectangular.

また、光ファイバ5は、可撓性を有しているため、半導体レーザ3と発光部7との相対位置関係を容易に変更できる。したがって、光ファイバ5の長さを調整することにより、半導体レーザ3を発光部7から離れた位置に設置することができる。   Moreover, since the optical fiber 5 has flexibility, the relative positional relationship between the semiconductor laser 3 and the light emitting unit 7 can be easily changed. Therefore, by adjusting the length of the optical fiber 5, the semiconductor laser 3 can be installed at a position away from the light emitting unit 7.

それゆえ、半導体レーザ3を、冷却し易い位置または交換し易い位置に設置できるなど、ヘッドランプ1の設計自由度を高めることができる。すなわち、入射端部5bと光ファイバ5の出射端部との位置関係を容易に変更することができ、半導体レーザ3と発光部7との位置関係を容易に変更することができるので、ヘッドランプ1の設計自由度を高めることができる。さらには、本実施形態によるヘッドランプ1を搭載する自動車の設計の自由度も高めることが可能となる。   Therefore, the degree of freedom in designing the headlamp 1 can be increased, such that the semiconductor laser 3 can be installed at a position where it can be easily cooled or easily replaced. That is, the positional relationship between the incident end portion 5b and the emitting end portion of the optical fiber 5 can be easily changed, and the positional relationship between the semiconductor laser 3 and the light emitting portion 7 can be easily changed. 1 degree of freedom of design can be increased. Furthermore, it becomes possible to increase the degree of freedom in designing the automobile on which the headlamp 1 according to the present embodiment is mounted.

なお、導光部材として光ファイバ以外の部材、または光ファイバと他の部材とを組み合わせたものを用いてもよい。例えば、レーザ光の入射端部と出射端部とを有するロッド状の導光部材、または円錐台形状(または角錐台形状)の導光部材を1つまたは複数用いてもよい。   In addition, you may use what combined members other than an optical fiber, or an optical fiber and another member as a light guide member. For example, one or a plurality of rod-shaped light guide members having a laser light incident end and an output end or a truncated cone (or truncated pyramid) light guide may be used.

(発光部7)
発光部7は、蛍光体の粉末を含む薄層が、保持部材9aの表面に一部に形成されたものである。発光部7は、後述するリフレクタ8の形状のベースとして用いられた回転放物面の焦点付近に配置され、例えば、該発光部7の中心部がレーザ光により励起される。
(Light Emitting Unit 7)
The light emitting section 7 is formed by forming a thin layer containing phosphor powder partially on the surface of the holding member 9a. The light emitting unit 7 is disposed in the vicinity of the focal point of a rotating paraboloid used as a base of the shape of the reflector 8 described later, and for example, the central portion of the light emitting unit 7 is excited by laser light.

発光部7の形状および大きさは、例えば、直径1mmおよび厚さ0.1mmの円板形状である。白色で発光するように、発光体7は、例えば、赤色、緑色、および青色に発光する蛍光体のいずれか1つ以上が焼結されている。半導体レーザ素子3は、400nm(青紫色)のレーザ光を発振するため、発光部7に当該レーザ光が照射されると複数の色が混合され、白色光が発生する。   The shape and size of the light emitting unit 7 are, for example, a disk shape having a diameter of 1 mm and a thickness of 0.1 mm. For example, any one or more of phosphors that emit red, green, and blue light are sintered so that the light-emitting body 7 emits white light. Since the semiconductor laser element 3 oscillates a 400 nm (blue-violet) laser beam, when the light emitting unit 7 is irradiated with the laser beam, a plurality of colors are mixed to generate white light.

発光部7は、例えば、下記の(1)、(2)、および(3)の3種類の蛍光体を混合して焼結させることで、形成され得る。
(1)CaAlSiN:Eu:赤色の蛍光を発する蛍光体
(2)β‐SiAlON:Eu:緑色の蛍光を発する蛍光体
(3)(BaSr)MgAl1017:Eu:青色の蛍光を発する蛍光体
しかし、発光部7に用いられる蛍光体は、これらに限定されず、さまざまな蛍光体が発光部7に利用され得る。また、混合する蛍光体の種類も、3種類に限定されず、半導体レーザ素子3が発振するレーザ光の波長に応じて、適宜、変更すればよい。
The light emitting unit 7 can be formed, for example, by mixing and sintering the following three types of phosphors (1), (2), and (3).
(1) CaAlSiN 3 : Eu: phosphor emitting red fluorescence (2) β-SiAlON: Eu: phosphor emitting green fluorescence (3) (BaSr) MgAl 10 O 17 : Eu: fluorescence emitting blue fluorescence However, the phosphor used for the light emitting unit 7 is not limited to these, and various phosphors can be used for the light emitting unit 7. Further, the types of phosphors to be mixed are not limited to three types, and may be appropriately changed according to the wavelength of the laser light oscillated by the semiconductor laser element 3.

(透明カバー12)
透明カバー12は、ケース11と同様に、投光器1cの各部材を投光器内に格納して密閉し、投光器1cを構成する部材である。ケース11は、光透過性の高い透明な材料を用いて形成される。
(Transparent cover 12)
Similar to the case 11, the transparent cover 12 is a member that constitutes the projector 1c by storing and sealing each member of the projector 1c in the projector. The case 11 is formed using a transparent material with high light transmittance.

(凸レンズ14)
光ファイバ5の出射端部から出射したレーザ光を、リフレクタ内の発光部7へ照射するための光学系部材である。
(Convex lens 14)
It is an optical system member for irradiating the light emitting part 7 in the reflector with the laser light emitted from the emitting end part of the optical fiber 5.

(リフレクタ8)
リフレクタ8は、発光部7が発する蛍光を方向Aに向けて光反射面8aにおいて反射することにより、所定の立体角内を進む光線束を形成するものである。すなわち、リフレクタ8は、発光部から放射された光を反射することにより、投光器1cの前方へ進む光線束を含む光Lを形成する。
(Reflector 8)
The reflector 8 forms a light bundle that travels within a predetermined solid angle by reflecting the fluorescence emitted from the light emitting unit 7 in the direction A to the light reflecting surface 8a. That is, the reflector 8 reflects the light emitted from the light emitting unit, thereby forming light L including a light bundle traveling forward of the projector 1c.

リフレクタ8は、例えば、樹脂で形成された回転放物面の曲面形状(カップ形状)の内側の光反射面8aとなる表面に、アルミニウムなどの金属薄膜が形成された部材である。また、リフレクタ8には、半導体レーザ素子3からのレーザ光が発光部7に照射されるように、貫通穴6が適当な場所に設けられ得る。なお、貫通穴6は、必ずしも穴である必要はなく、リフレクタ8の一部分が光透過性を有するように構成された箇所であってもよい。   The reflector 8 is a member in which a metal thin film such as aluminum is formed on the surface that becomes the light reflecting surface 8a inside the curved surface shape (cup shape) of a rotating paraboloid made of resin, for example. In addition, the reflector 8 can be provided with a through hole 6 at an appropriate location so that the laser beam from the semiconductor laser element 3 is irradiated to the light emitting unit 7. The through hole 6 is not necessarily a hole, and may be a portion where a part of the reflector 8 is configured to have light transmittance.

このリフレクタ8の光反射面8aの形状は、回転放物面に基づいて形成され得るものであり、発光部7からの光を光反射面8aにおいて反射して所望の方向に進む光線束となるように自由曲面で構成されてよい。ただし、リフレクタ8の光反射面8aには、複数の部分領域であるセグメントS(光放射面)が設けられており、各セグメントSは、当該回転放物面と異なる形状の面を有している。このリフレクタ8の光反射面8aが備えるセグメントSの構造の例と、その効果については、後に詳述する。   The shape of the light reflecting surface 8a of the reflector 8 can be formed based on a rotating paraboloid, and becomes a light bundle that reflects light from the light emitting portion 7 on the light reflecting surface 8a and travels in a desired direction. Thus, it may be configured with a free-form surface. However, the light reflecting surface 8a of the reflector 8 is provided with segments S (light emitting surfaces), which are a plurality of partial regions, and each segment S has a surface having a shape different from that of the paraboloid of revolution. Yes. An example of the structure of the segment S provided on the light reflecting surface 8a of the reflector 8 and its effect will be described in detail later.

図7は、図6に示す投光器のリフレクタ8の基本構造と保持部材9aの配置とを示す正面図である。図7に例示するように、リフレクタ8は、投光器1cを方向Aから正対して見ると、略円形である。そして、図6および図7に示すように、発光部7のレーザ光を受ける面が、光ファイバ5の出射端部から出射したレーザ光を受けるように、保持部材9aは、細い柱状の部材であり、リフレクタ8のほぼ中央部まで伸びている。発光部7のレーザ光を受ける面から発せられる光は、該面と対向するように設けられたリフレクタ8の光反射面8aの略前面において反射され、方向Aに向けて光Lが投光される。   FIG. 7 is a front view showing the basic structure of the reflector 8 of the projector shown in FIG. 6 and the arrangement of the holding members 9a. As illustrated in FIG. 7, the reflector 8 is substantially circular when the projector 1 c is viewed from the direction A. As shown in FIGS. 6 and 7, the holding member 9a is a thin columnar member so that the surface receiving the laser light of the light emitting portion 7 receives the laser light emitted from the emission end of the optical fiber 5. Yes, and extends almost to the center of the reflector 8. The light emitted from the surface of the light emitting unit 7 that receives the laser light is reflected on the substantially front surface of the light reflecting surface 8a of the reflector 8 provided to face the surface, and the light L is projected in the direction A. The

(リフレクタ8の光反射面8aの構造)
ここでは、リフレクタ8の光反射面8aの構造について、図8を参照しながら説明する。図8は、リフレクタ8に設けられたセグメントSの構造の例を示す断面図である。
(Structure of the light reflecting surface 8a of the reflector 8)
Here, the structure of the light reflecting surface 8a of the reflector 8 will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a cross-sectional view showing an example of the structure of the segment S provided in the reflector 8.

上述のように、光反射面8aに設けられたセグメントSは、光反射面8aの形状の基準の形状として利用された回転放物面とは異なる曲面を有している。すなわち、リフレクタ8の光反射面8aは、全体としては、図8の(a)に示す回転放物面をベースとして用いた自由曲面である。しかし、リフレクタ8の光反射面8aは、複数のセグメントSに分割され、かつ、各セグメントSにおける光反射面8aはベースとなっている回転放物面と異なる曲面あるいは平面であるように構成される。   As described above, the segment S provided on the light reflecting surface 8a has a curved surface different from the paraboloid used as the reference shape of the shape of the light reflecting surface 8a. That is, the light reflecting surface 8a of the reflector 8 is a free-form surface using the rotating paraboloid shown in FIG. However, the light reflecting surface 8a of the reflector 8 is divided into a plurality of segments S, and the light reflecting surface 8a in each segment S is configured to be a curved surface or a plane different from the rotating paraboloid as a base. The

例えば、図8の(b)に示す光反射面8aでは、各セグメントSは平面で構成されており、図8の(c)に示す光反射面8aでは、各セグメントSは回転放物面とは異なる曲面で構成されている。なお、すべてのセグメントSの形状を回転放物面とは異なる曲面で構成しなければならないのではなく、例えば、一部のセグメントSが回転放物面と同じ曲面を有するようにしてもよい。   For example, in the light reflecting surface 8a shown in FIG. 8B, each segment S is constituted by a plane, and in the light reflecting surface 8a shown in FIG. 8C, each segment S is a paraboloid of revolution. Are composed of different curved surfaces. In addition, the shape of all the segments S does not have to be configured by a curved surface different from that of the paraboloid of revolution. For example, some segments S may have the same curved surface as the paraboloid of revolution.

(投光器1cの効果)
例えば、リフレクタ8の光反射面8aの形状が回転放物面である場合、該回転放物面の焦点近傍に配置された発光部7から発せられる光は、光反射面8aにおいて反射して、図2に示したような、方向Aに向かって照射される光Lとなる。
(Effect of the projector 1c)
For example, when the shape of the light reflecting surface 8a of the reflector 8 is a rotating paraboloid, light emitted from the light emitting unit 7 disposed near the focal point of the rotating paraboloid is reflected by the light reflecting surface 8a. As shown in FIG. 2, the light L is emitted toward the direction A.

これに対して、本実施形態のリフレクタ8の光反射面8aは、複数のセグメントSに分割されており、その各セグメントSが回転放物面とは異なる面を有している。そのため、光反射面8aにおいて反射して、方向Aに照射される光L(図6参照)は、図2に示された光Lと比較して照射範囲が広くなる。すなわち、あるセグメントSにおいて反射した光Lと、他のセグメントにおいて反射した光Lとの少なくとも一部が重なり合い、方向Aに向けて投光される。   On the other hand, the light reflecting surface 8a of the reflector 8 of the present embodiment is divided into a plurality of segments S, and each segment S has a surface different from the paraboloid of revolution. Therefore, the light L reflected from the light reflecting surface 8a and irradiated in the direction A (see FIG. 6) has a wider irradiation range than the light L shown in FIG. That is, at least a part of the light L reflected by a certain segment S and the light L reflected by another segment overlaps and is projected in the direction A.

なお、光反射面8aが備えるセグメントSの数、曲面形状、および配置は、投光される光の色の均一性が向上するように設計することが可能である。例えば、各セグメントSにおいて反射する光の向き、および広がりを調節して、任意の形状として設計すればよい。各セグメントで反射した光が、他のセグメントで反射した光と重なり合う程度は、各セグメントSの数、曲面の形状、および配置を設定することにより、調節できる。   Note that the number, curved surface shape, and arrangement of the segments S included in the light reflecting surface 8a can be designed so as to improve the uniformity of the color of the projected light. For example, what is necessary is just to design it as arbitrary shapes by adjusting the direction and spread of the light reflected in each segment S. The degree to which the light reflected by each segment overlaps with the light reflected by the other segments can be adjusted by setting the number of each segment S, the shape of the curved surface, and the arrangement.

このように、リフレクタ8の光反射面8aに複数のセグメントSを設けることにより、セグメントSにおいて反射した光Lは、互いに重なり合って投光先に照射される。これにより、投光器1cが発する光Lの色ムラは、投光先を照らす光Lにおいて低減される。   In this way, by providing a plurality of segments S on the light reflecting surface 8a of the reflector 8, the light L reflected by the segments S is irradiated onto the projection destination so as to overlap each other. Thereby, the color unevenness of the light L emitted from the projector 1c is reduced in the light L that illuminates the projection destination.

以上のように、本実施形態に係る投光器1cは、レーザ光を出射する半導体レーザ素子3と、半導体レーザ素子3が出射したレーザ光により発光する発光部7と、上記発光部が発した光を複数のセグメントSから外部へ放射するリフレクタ8と、を備え、複数のセグメントSから放射された光を互いに重ね合わせて外部へ投光する構成を備えている。   As described above, the projector 1c according to this embodiment includes the semiconductor laser element 3 that emits laser light, the light emitting unit 7 that emits light using the laser light emitted from the semiconductor laser element 3, and the light emitted by the light emitting unit. And a reflector 8 that radiates to the outside from the plurality of segments S, and has a configuration in which light radiated from the plurality of segments S is superimposed on each other and projected to the outside.

この構成により、本実施形態に係る投光器1cは、複数のセグメントSそれぞれから放射された光を互いに重ね合わせて外部へ投光するため、色ムラを低減することができる。また、投光器1cは、複数のセグメントSに分割されたリフレクタ8を備えることにより、複数の投光器1cを用いることなく、自投光器のみで色ムラを低減することができる。   With this configuration, the projector 1c according to the present embodiment superimposes light emitted from each of the plurality of segments S and projects the light to the outside, so that color unevenness can be reduced. In addition, the projector 1c includes the reflector 8 divided into a plurality of segments S, so that color unevenness can be reduced only by the own projector without using the plurality of projectors 1c.

(変形例)
前述の実施形態2に示したように、発光部7の、レーザ光を受ける面と対向する面から発せられる光を主として利用する構成を備える投光器1cに対しても、光Lの広がりを大きくして互いに重ね合わせるという本実施形態のセグメントSが適用され得る。
(Modification)
As shown in the above-described second embodiment, the spread of the light L is also increased with respect to the projector 1c having a configuration that mainly uses the light emitted from the surface of the light emitting unit 7 that faces the surface that receives the laser light. Thus, the segment S of the present embodiment that overlaps each other can be applied.

例えば、図5に示された投光器1cが備える投光レンズ15の、発光部7からの光を含む光Lが入射する側の面、および光Lが出射する側の面の表面の少なくともいずれか一方を、複数のセグメントSに分割すればよい。これにより、投光レンズ15の互いに異なるセグメントSを通って、方向Aに向けて出射される光Lが互いに重なり合うので、複数の投光器を用いることなく、自投光器1cのみで色ムラを低減することができる。   For example, at least one of the surface of the light projecting lens 15 included in the light projector 1c illustrated in FIG. 5 on the side on which the light L including the light from the light emitting unit 7 is incident and the surface on the side on which the light L is emitted. One side may be divided into a plurality of segments S. As a result, the light L emitted in the direction A through the different segments S of the light projecting lens 15 overlaps with each other, so that color unevenness can be reduced only by the self-projector 1c without using a plurality of light projectors. Can do.

〔実施形態4〕
本発明の他の実施形態について、図9および図10に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、前記の実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
[Embodiment 4]
Another embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 9 and 10. For convenience of explanation, members having the same functions as those described in the above embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

以下では、自動車用の走行用前照灯(いわゆる、ハイビーム)として、車両の右前方、あるいは左前方に設置されて用いられる投光器1dを例に挙げて説明する。なお、投光装置1dは、自動車以外の車両・移動物体のヘッドランプとして利用されてもよいし、その他の照明装置として利用されてもよい。   Hereinafter, a projector 1d that is installed and used on the right front or left front of a vehicle will be described as an example of a traveling headlamp (so-called high beam) for an automobile. The light projecting device 1d may be used as a headlamp for a vehicle / moving object other than an automobile, or may be used as another illumination device.

(投光器1dの構成)
ここでは、本実施形態に係る投光器の一例としての投光器1dについて、図9を参照しながら説明する。図9は、本実施形態に係る投光器1dの構造の一例を示す断面図である。図9に示すように、投光器1dは、半導体レーザ素子アレイ2(レーザ光源)、集光レンズ4、光ファイバ5、発光部7、リフレクタ8(反射鏡)、保持部材9a、ケース11、透明カバー12、および凸レンズ14を備えている。
(Configuration of the projector 1d)
Here, a projector 1d as an example of a projector according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a cross-sectional view showing an example of the structure of the projector 1d according to the present embodiment. As shown in FIG. 9, the projector 1d includes a semiconductor laser element array 2 (laser light source), a condensing lens 4, an optical fiber 5, a light emitting unit 7, a reflector 8 (reflecting mirror), a holding member 9a, a case 11, and a transparent cover. 12 and a convex lens 14.

基本的な構成は、実施形態3の投光器1dと同じであり、本実施形態の投光器1dは、発光部7の、レーザ光を受ける面から発せられる光を主として利用する構成である。   The basic configuration is the same as the projector 1d of the third embodiment, and the projector 1d of the present embodiment is a configuration that mainly uses light emitted from the surface of the light emitting unit 7 that receives the laser light.

(リフレクタ8)
リフレクタ8は、発光部7が発する蛍光を方向Aに向けて光反射面8aにおいて反射することにより、所定の立体角内を進む光線束を形成するものである。すなわち、リフレクタ8は、発光部から放射された光を反射することにより、投光器1dの前方へ進む光線束を含む光Lを形成する。
(Reflector 8)
The reflector 8 forms a light bundle that travels within a predetermined solid angle by reflecting the fluorescence emitted from the light emitting unit 7 in the direction A to the light reflecting surface 8a. That is, the reflector 8 reflects the light emitted from the light emitting unit, thereby forming the light L including the light bundle traveling forward of the projector 1d.

リフレクタ8は、例えば、樹脂で形成された回転放物面の曲面形状(カップ形状)の内側の光反射面8aとなる表面に、アルミニウムなどの金属薄膜が形成された部材である。   The reflector 8 is a member in which a metal thin film such as aluminum is formed on the surface that becomes the light reflecting surface 8a inside the curved surface shape (cup shape) of a rotating paraboloid made of resin, for example.

図9に示すように、実施形態3に係る投光器1dと異なり、本実施形態に係る投光器1dが備えるリフレクタ8は、複数のセグメントに分割されていない。その代わり、本実施形態に係る投光器1dが備えるリフレクタ8の光反射面8aには、反射性を有する複数の小さな凹凸構造(微小反射構造)が設けられている。この光反射面8aの微小反射構造については、以下に詳述する。   As shown in FIG. 9, unlike the projector 1d according to the third embodiment, the reflector 8 included in the projector 1d according to the present embodiment is not divided into a plurality of segments. Instead, the light reflecting surface 8a of the reflector 8 provided in the projector 1d according to the present embodiment is provided with a plurality of small concavo-convex structures (micro reflective structures) having reflectivity. The minute reflecting structure of the light reflecting surface 8a will be described in detail below.

(リフレクタ8の光反射面8aの微小反射構造)
ここでは、リフレクタ8の光反射面8aに設けられた微小反射構造について、図10を参照しながら説明する。図10は、リフレクタ8の光反射面8aに設けられた微小反射構造の例を示す断面図である。
(Slight reflection structure of the light reflecting surface 8a of the reflector 8)
Here, the minute reflection structure provided on the light reflection surface 8a of the reflector 8 will be described with reference to FIG. FIG. 10 is a cross-sectional view showing an example of a minute reflection structure provided on the light reflection surface 8 a of the reflector 8.

このリフレクタ8の光反射面8aの形状は、図10の(a)に示すような、回転放物面に基づいて形成される。そして、リフレクタ8の光反射面8aには、微小反射構造が形成されている。   The shape of the light reflecting surface 8a of the reflector 8 is formed based on a paraboloid of revolution as shown in FIG. A minute reflection structure is formed on the light reflection surface 8 a of the reflector 8.

図10の(b)、(c)、および(d)に示すリフレクタ8は、いずれも図10の(a)に示す回転放物面をベースとして、それらの光反射面8aにそれぞれ形状の異なる微小反射構造を有している。   The reflectors 8 shown in FIGS. 10B, 10C, and 10D are all different in shape from the light reflecting surface 8a based on the paraboloid of revolution shown in FIG. It has a minute reflection structure.

以下では、図10の(b)に示す微小反射構造を例に挙げて説明する。図10の(b)は、光反射面8aに、円錐形の凸部T1(反射構造)が複数設けられたリフレクタ8の断面図である。なお、図10の(b)〜(d)に示す円で囲まれた図は、微小反射構造の形状を説明するためにリフレクタ8の断面を拡大した様子を示す。   In the following, description will be made by taking as an example the minute reflection structure shown in FIG. FIG. 10B is a cross-sectional view of the reflector 8 in which a plurality of conical convex portions T1 (reflection structures) are provided on the light reflecting surface 8a. In addition, the figure enclosed with the circle | round | yen shown to (b)-(d) of FIG. 10 shows a mode that the cross section of the reflector 8 was expanded in order to demonstrate the shape of a microreflection structure.

図10の(b)に示す光反射面8aには、図10の(a)に示す回転放物面上に凸部T1が設けられている。すなわち、光反射部8a上の面の一部が、凸部T1に属している。一方、凸部T1に属さない面である面B1(反射構造)は、図10の(a)に示す回転放物面に沿った面である。したがって、面B1は、回転放物面に相当する部分の面であり、光反射部8a上の面に設けられた凸部T1に対して、相対的に凹んだ面を構成する。   The light reflecting surface 8a shown in (b) of FIG. 10 is provided with a convex portion T1 on the rotating paraboloid shown in (a) of FIG. That is, a part of the surface on the light reflecting portion 8a belongs to the convex portion T1. On the other hand, the surface B1 (reflection structure) that does not belong to the convex portion T1 is a surface along the paraboloid of revolution shown in FIG. Therefore, the surface B1 is a surface corresponding to a paraboloid of revolution, and constitutes a relatively recessed surface with respect to the convex portion T1 provided on the surface on the light reflecting portion 8a.

発光部7からの光が光反射面8aに入射する場合、凸部T1によって反射される光と面B1によって反射される光とが生じる。   When the light from the light emitting unit 7 enters the light reflecting surface 8a, light reflected by the convex portion T1 and light reflected by the surface B1 are generated.

面B1において反射された光は、方向Aに向けて放射され、走行用前照灯として必要な配向パターンを実現する。一方、凸部T1において反射された光は、面B1において反射された光とは異なる方向に反射される。その結果、面B1からの反射光の一部と、微小反射構造である凸部T1からの反射光の一部とが重ね合される。   The light reflected on the surface B1 is radiated in the direction A, and an orientation pattern necessary as a traveling headlamp is realized. On the other hand, the light reflected by the convex portion T1 is reflected in a different direction from the light reflected by the surface B1. As a result, a part of the reflected light from the surface B1 and a part of the reflected light from the convex portion T1 which is a minute reflection structure are overlapped.

これにより、図9で示した、方向Aに向けて投光される光Lにおける色ムラは低減される。   Thereby, the color unevenness in the light L projected in the direction A shown in FIG. 9 is reduced.

図10の(c)では、凸部T2が円錐台形である場合を示し、図10の(d)では、凸部T3が半球形である場合を示している。このように、図10の(b)に示す例では、微小反射構造の形状は、これに限定されない。なお、図10の(c)に示す面B2、図10の(d)に示す面B3も、面B1と同様に、図10の(a)に示す回転放物面に相当する部分の面である。   FIG. 10C shows a case where the convex portion T2 has a truncated cone shape, and FIG. 10D shows a case where the convex portion T3 has a hemispherical shape. Thus, in the example shown in FIG. 10B, the shape of the micro-reflection structure is not limited to this. Note that the surface B2 shown in (c) of FIG. 10 and the surface B3 shown in (d) of FIG. 10 are also surfaces corresponding to the paraboloid of revolution shown in (a) of FIG. is there.

また、微小反射構造は、図10の凸部T1〜T3のように凸部であることに限定されず、凹部であってもよいし、凸部と凹部とを混在させたものであってもよい。また、各微小反射構造の形状、サイズ、ほぼ均一に揃っている必要はなく、適宜、さまざまな微小反射構造を形成すればよい。   Further, the minute reflection structure is not limited to being a convex portion like the convex portions T1 to T3 in FIG. 10, and may be a concave portion, or may be a mixture of convex portions and concave portions. Good. Further, it is not necessary that the shape and size of each micro-reflection structure are substantially uniform, and various micro-reflection structures may be formed as appropriate.

さらに、光反射面8aにおける微小反射構造の密度も均一である必要はなく、適宜、調節して設けることができる。例えば、色ムラが大きい発光部7と色ムラが小さい発光部7とが存在する場合、色ムラが大きい発光部7から発せられる光を主に反射する光反射面8aの領域では、微小反射構造の密度を他の領域よりも高くして設ければよい。例えば、図10の(a)に示す凸部T1の密度を高くすれば、それだけ、凸部T1により反射される光の量が多くなる。これにより、面B1からの反射光の一部と重なり合う凸部T1からの光の量が増加するので、光の色の均一性をより向上させることができる。   Furthermore, the density of the minute reflecting structures on the light reflecting surface 8a does not need to be uniform, and can be adjusted as appropriate. For example, when there is a light emitting part 7 with large color unevenness and a light emitting part 7 with small color unevenness, a minute reflective structure is formed in the region of the light reflecting surface 8a that mainly reflects light emitted from the light emitting part 7 with large color unevenness. The density may be higher than that of other regions. For example, if the density of the convex portions T1 shown in FIG. 10A is increased, the amount of light reflected by the convex portions T1 increases accordingly. As a result, the amount of light from the convex portion T1 that overlaps with part of the reflected light from the surface B1 increases, so that the uniformity of the color of the light can be further improved.

反対に、色ムラが小さい発光部7から発せられる光を主に反射する光反射面8aの領域では、微小反射構造の密度を他の領域よりも低くして設ければよい。   On the contrary, in the region of the light reflecting surface 8a that mainly reflects the light emitted from the light emitting unit 7 with small color unevenness, the density of the minute reflecting structure may be set lower than that in the other regions.

(投光器1dの効果)
以上のように、本実施形態に係る投光器1dは、レーザ光を出射する半導体レーザ素子3と、半導体レーザ素子3が出射したレーザ光により発光する発光部7と、発光部7が発した光を反射するリフレクタ8と、を備え、リフレクタ8の光反射面8aは、複数の微小反射構造を有しており、複数の微小反射構造にて反射した光を互いに重ね合わせて外部へ投光する構成である。
(Effect of the projector 1d)
As described above, the projector 1d according to this embodiment includes the semiconductor laser element 3 that emits laser light, the light emitting unit 7 that emits light by the laser light emitted from the semiconductor laser element 3, and the light emitted by the light emitting unit 7. And a light reflecting surface 8a of the reflector 8 has a plurality of minute reflecting structures, and the light reflected by the plurality of minute reflecting structures is superposed on each other and projected to the outside. It is.

上記の構成によれば、投光器1dは、複数の微小反射構造それぞれにて反射した光を互いに重ね合わせて外部へ投光するため、色ムラを低減することができる。また、複数の微小反射構造の形状、サイズ、密度を調整することにより、投光先の光の色ムラの程度を制御することができる。   According to the above configuration, the projector 1d superimposes the light reflected by each of the plurality of minute reflection structures and projects the light to the outside, so that color unevenness can be reduced. In addition, by adjusting the shape, size, and density of the plurality of micro-reflective structures, the degree of color unevenness of the light at the projection destination can be controlled.

〔実施形態5〕
本発明の他の実施形態について、図11および図12に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
[Embodiment 5]
The following will describe another embodiment of the present invention with reference to FIGS. For convenience of explanation, members having the same functions as those described in the embodiment are given the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted.

以下では、自動車用の走行用前照灯(いわゆる、ハイビーム)として、車両の右前方、あるいは左前方に設置されて用いられる投光器1eを例に挙げて説明する。なお、投光装置1eは、自動車以外の車両・移動物体のヘッドランプとして利用されてもよいし、その他の照明装置として利用されてもよい。   Hereinafter, a projector 1e that is installed and used in the front right or left front of a vehicle will be described as an example of a traveling headlamp (so-called high beam) for an automobile. The light projecting device 1e may be used as a headlamp for a vehicle / moving object other than an automobile, or may be used as another illumination device.

(投光器1eの構成)
ここでは、本実施形態に係る投光器の一例としての投光器1eについて、図11を参照しながら説明する。図11は、本実施形態に係る投光器1eの構造の一例を示す断面図である。図11に示すように、投光器1eは、半導体レーザ素子3、集光レンズ4、光ファイバ5、発光部7、リフレクタ8、保持部材9a、ケース11、透明カバー12、凸レンズ14、および投光レンズ15を備えている。また、図5には、レーザ光を発振させるための電源回路Eが一部のみ図示されている。
(Configuration of the projector 1e)
Here, a projector 1e as an example of a projector according to this embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 11 is a cross-sectional view showing an example of the structure of the projector 1e according to the present embodiment. As shown in FIG. 11, the projector 1e includes a semiconductor laser element 3, a condensing lens 4, an optical fiber 5, a light emitting unit 7, a reflector 8, a holding member 9a, a case 11, a transparent cover 12, a convex lens 14, and a light projecting lens. 15 is provided. FIG. 5 shows only a part of the power supply circuit E for oscillating the laser beam.

本実施形態の投光器1eは、発光部7の、レーザ光を受ける面から発せられる光を主として利用する構成である。   The projector 1e according to the present embodiment is configured to mainly use light emitted from the surface of the light emitting unit 7 that receives laser light.

(発光部7、リフレクタ8、および投光レンズ15の配置)
本実施形態に係る投光器1eを構成する発光部7、リフレクタ8、および投光レンズ15の配置について、図11を用いて以下に説明する。
(Arrangement of the light emitting unit 7, the reflector 8, and the light projecting lens 15)
The arrangement of the light emitting unit 7, the reflector 8, and the light projecting lens 15 constituting the light projector 1e according to the present embodiment will be described below with reference to FIG.

リフレクタ8は、回転楕円面形状の光反射面8aを有し、該光反射面8aは、発光部7が発する光を反射する。該回転楕円面の2つの焦点のうち、レーザ光が射出される側に近い方の焦点に発光部7が配置される。これにより、光反射面8aにおいて反射した光は、同回転楕円面のもう一方の焦点Fで結像される。   The reflector 8 has a spheroidal light reflecting surface 8a, and the light reflecting surface 8a reflects light emitted from the light emitting unit 7. Of the two focal points of the spheroid, the light emitting unit 7 is disposed at a focal point closer to the laser light emission side. Thereby, the light reflected by the light reflecting surface 8a is imaged at the other focal point F of the spheroid.

(投光レンズ15)
投光レンズ15は、リフレクタ8の光反射面8aにおいて反射された光を、方向Aに向けて投光するためのレンズであり、上記焦点Fと同じ位置が基準点(または、主点ともいう)となるように設置される。投光レンズ15の材質としては、例えば、光透過性の良い樹脂やガラスなどが用いられる。投光レンズ15は、平凸レンズをベースとした形状をしている。方向Aの側から投光レンズ15を見れば、ほぼ円形をしている。
(Projecting lens 15)
The light projection lens 15 is a lens for projecting the light reflected by the light reflecting surface 8a of the reflector 8 in the direction A, and the same position as the focal point F is also referred to as a reference point (or a main point). ). As a material of the light projecting lens 15, for example, resin or glass having good light transmittance is used. The light projecting lens 15 has a shape based on a plano-convex lens. If the projection lens 15 is viewed from the direction A, it is substantially circular.

なお、ここでは、投光レンズ15を、平凸レンズをベースとする形状のレンズとして示したが、所望の投光パターンが得られるように自由曲面で構成すればよく、平凸レンズの形状に限定されない。また、方向Aの側から投光レンズ15を見たときの形状についても、円形に限定されない。   Here, the light projecting lens 15 is shown as a lens having a shape based on a plano-convex lens. However, the light projecting lens 15 is not limited to the shape of the plano-convex lens as long as it is configured by a free curved surface so as to obtain a desired light projecting pattern. . Further, the shape when the projection lens 15 is viewed from the direction A is not limited to a circle.

投光レンズ15には、光を屈折させる性質を有する複数の小さな凹凸(微小屈折構造)が設けられている。この投光レンズ15の微小屈折構造については、以下に詳述する。   The light projecting lens 15 is provided with a plurality of small irregularities (micro-refractive structures) having a property of refracting light. The minute refraction structure of the projection lens 15 will be described in detail below.

(投光レンズ15の微小屈折構造)
ここでは、投光レンズ15に設けられた微小屈折構造について、図12を参照しながら説明する。図12は、微小屈折構造が投光レンズ15の光入射面15a(入射面)に設けられた場合の例を示す断面図である。
(Small refractive structure of the projection lens 15)
Here, the micro-refractive structure provided in the light projecting lens 15 will be described with reference to FIG. FIG. 12 is a cross-sectional view illustrating an example in which a minute refractive structure is provided on the light incident surface 15 a (incident surface) of the light projecting lens 15.

この投光レンズ15の形状は、図12の(a)に示すような、平凸レンズの形状に基づいて形成される。そして、投光レンズ15の光入射面15aには、微小屈折構造が形成されている。   The shape of the light projecting lens 15 is formed based on the shape of a plano-convex lens as shown in FIG. A minute refraction structure is formed on the light incident surface 15 a of the light projecting lens 15.

図12の(b)、(c)、および(d)に示す投光レンズ15は、いずれも図12の(a)に示す平凸レンズの形状をベースとして、それらの光入射面15aにそれぞれ形状の異なる微小屈折構造を有している。   The projection lenses 15 shown in FIGS. 12B, 12C, and 12D are all shaped on the light incident surface 15a based on the shape of the plano-convex lens shown in FIG. Have different micro-refractive structures.

以下では、図12の(b)に示す微小屈折構造を例に挙げて説明する。図12の(b)は、光入射面15aに、円錐形の凸部T1(屈折構造)が複数設けられた投光レンズ15の断面図である。なお、図12の(b)〜(d)に示す円で囲まれた図は、微小屈折構造の形状を説明するために投光レンズ15の断面を拡大した様子を示す。   In the following, description will be made by taking the minute refraction structure shown in FIG. FIG. 12B is a cross-sectional view of the light projecting lens 15 in which a plurality of conical convex portions T1 (refractive structures) are provided on the light incident surface 15a. In addition, the figure enclosed by the circle | round | yen shown to (b)-(d) of FIG. 12 shows a mode that the cross section of the light projection lens 15 was expanded in order to demonstrate the shape of a micro refraction structure.

図12の(b)に示す光入射面15aには、図12の(a)に示すように凸部T1が設けられている。すなわち、光入射面15a上の面の一部が、凸部T1に属している。一方、凸部T1に属さない面である面B1(屈折構造)は、図12の(a)に示す光入射面15aに沿った面である。したがって、面B1は、光入射面15aに相当する部分の面であり、光入射面15a上の面に設けられた凸部T1に対して、相対的に凹んだ面を構成する。   The light incident surface 15a shown in FIG. 12B is provided with a convex portion T1 as shown in FIG. That is, a part of the surface on the light incident surface 15a belongs to the convex portion T1. On the other hand, a surface B1 (refractive structure) that is a surface that does not belong to the convex portion T1 is a surface along the light incident surface 15a shown in FIG. Therefore, the surface B1 is a surface corresponding to the light incident surface 15a, and constitutes a relatively recessed surface with respect to the convex portion T1 provided on the surface on the light incident surface 15a.

発光部7からの光が光入射面15aに入射する場合、凸部T1によって屈折される光と面B1によって屈折される光とが生じる。   When light from the light emitting unit 7 enters the light incident surface 15a, light refracted by the convex portion T1 and light refracted by the surface B1 are generated.

面B1において屈折した光は、方向Aに向けて放射され、走行用前照灯として必要な配向パターンを実現する。一方、凸部T1において屈折した光は、面B1において屈折した光とは異なる方向に屈折する。その結果、面B1からの屈折光の一部と、微小屈折構造である凸部T1からの屈折光の一部とが重ね合される。   The light refracted on the surface B1 is radiated in the direction A, and an alignment pattern necessary for a traveling headlamp is realized. On the other hand, the light refracted at the convex portion T1 is refracted in a direction different from the light refracted at the surface B1. As a result, a part of the refracted light from the surface B1 and a part of the refracted light from the convex portion T1 that is a micro-refractive structure are superimposed.

これにより、方向Aに向けて投光される光L(図11参照)における色ムラは低減される。   Thereby, the color nonuniformity in the light L (refer FIG. 11) projected toward the direction A is reduced.

図12の(c)では、凸部T2が円錐台形である場合を示し、図12の(d)では、凸部T3が半球形である場合を示している。このように、図12の(b)に示す例では、微小屈折構造の形状は、これに限定されない。なお、図12の(c)に示す面B2、図12の(d)に示す面B3も、面B1と同様に、図12の(a)に示す光入射面15aと同じ面に相当する部分である。   FIG. 12C shows a case where the convex portion T2 has a truncated cone shape, and FIG. 12D shows a case where the convex portion T3 has a hemispherical shape. Thus, in the example shown in FIG. 12B, the shape of the minute refractive structure is not limited to this. Note that the surface B2 shown in FIG. 12C and the surface B3 shown in FIG. 12D are portions corresponding to the same surface as the light incident surface 15a shown in FIG. It is.

また、微小屈折構造は、図12の凸部T1〜T3のように凸部であることに限定されず、凹部であってもよいし、凸部と凹部とを混在させたものであってもよい。また、各微小屈折構造の形状、サイズ、ほぼ均一に揃っている必要はなく、適宜、さまざまな微小屈折構造を形成すればよい。   Further, the micro-refractive structure is not limited to the convex portion as the convex portions T1 to T3 in FIG. 12, and may be a concave portion, or may be a mixture of the convex portion and the concave portion. Good. Also, the shape and size of each micro-refractive structure need not be substantially uniform, and various micro-refractive structures may be formed as appropriate.

さらに、微小屈折構造の密度も均一である必要はなく、適宜、調節して設けることができる。例えば、色ムラが大きい発光部7と色ムラが小さい発光部7とが存在する場合、色ムラが大きい発光部7から発せられる光を主に屈折させる光入射面15aの領域では、微小屈折構造の密度を他の領域よりも高くして設ければよい。例えば、図12の(a)に示す凸部T1の密度を高くすれば、それだけ、凸部T1により屈折する光の量が多くなる。これにより、面B1からの屈折光の一部と重なり合う凸部T1からの光の量が増加するので、光の色の均一性をより向上させることができる。   Furthermore, the density of the minute refractive structure does not need to be uniform, and can be adjusted as appropriate. For example, in the case where the light emitting unit 7 having large color unevenness and the light emitting unit 7 having small color unevenness exist, in the region of the light incident surface 15a that mainly refracts the light emitted from the light emitting unit 7 having large color unevenness, a minute refractive structure is formed. The density may be higher than that of other regions. For example, if the density of the convex portions T1 shown in FIG. 12A is increased, the amount of light refracted by the convex portions T1 increases accordingly. As a result, the amount of light from the convex portion T1 that overlaps with part of the refracted light from the surface B1 increases, so that the uniformity of the color of the light can be further improved.

反対に、色ムラが小さい発光部7から発せられる光を主に屈折させる光入射面15aの領域では、微小屈折構造の密度を他の領域よりも低くして設ければよい。   On the contrary, in the region of the light incident surface 15a that mainly refracts the light emitted from the light emitting portion 7 with small color unevenness, the density of the micro-refractive structure may be set lower than the other regions.

なお、ここでは、投光レンズ15の光入射面15aに微小屈折構造を設ける構成を示したが、これに限定されない。例えば、投光レンズ15の光入射面15aと光出射面(投光器1eから外部へ放射される光が出射される側の面)との少なくとも一方の面に、微小屈折構造を設けてもよい。   In addition, although the structure which provided the micro refraction structure in the light-incidence surface 15a of the light projection lens 15 was shown here, it is not limited to this. For example, a micro-refractive structure may be provided on at least one of the light incident surface 15a and the light emitting surface of the light projecting lens 15 (the surface on the side from which light emitted from the projector 1e is emitted).

(投光器1eの効果)
以上のように、本実施形態に係る投光器1eは、レーザ光を出射する半導体レーザ素子3と、半導体レーザ素子3が出射したレーザ光により発光する発光部7と、発光部7が発した光を外部へ放射する投光レンズ15と、を備え、投光レンズ15は、発光部7が発した光が入射する光入射面15aに複数の微小屈折構造を有しており、複数の屈折構造にて屈折させた光を互いに重ね合わせて外部へ投光する構成である。
(Effect of the projector 1e)
As described above, the projector 1e according to this embodiment includes the semiconductor laser element 3 that emits laser light, the light emitting unit 7 that emits light by the laser light emitted from the semiconductor laser element 3, and the light emitted by the light emitting unit 7. A light projecting lens 15 that radiates to the outside, and the light projecting lens 15 has a plurality of minute refractive structures on the light incident surface 15a on which the light emitted from the light emitting unit 7 is incident. In this configuration, the light refracted is superimposed and projected to the outside.

上記の構成によれば、投光器1eは、複数の微小屈折構造それぞれにて屈折させた光を互いに重ね合わせて外部へ投光するため、色ムラを低減することができる。また、複数の微小屈折構造の形状、サイズ、密度を調整することにより、投光先の光の色ムラの程度を制御することができる。   According to the above configuration, the light projector 1e superimposes the light refracted by each of the plurality of micro-refractive structures and projects the light to the outside, so that color unevenness can be reduced. In addition, by adjusting the shape, size, and density of the plurality of micro-refractive structures, the degree of color unevenness of the light at the projection destination can be controlled.

〔変更例〕
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段、あるいは構成要素を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
[Example of change]
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible within the scope shown in the claims, and technical means or components disclosed in different embodiments are appropriately combined. The obtained embodiment is also included in the technical scope of the present invention.

〔まとめ〕
本発明の態様1に係る照明装置(ヘッドランプ10a、10b)は、レーザ光を出射するレーザ光源(半導体レーザ素子3)と、上記レーザ光源が出射したレーザ光を受けて蛍光を発する蛍光体を含む発光部7と、上記発光部7が発した光を外部へ放射する光学系(リフレクタ8、投光レンズ15)と、を有する投光器(投光器1a、1b)を備え、上記投光器は、上記発光部7に含まれる上記蛍光体の種類の数と同数以上、かつ、複数存在し、複数の上記投光器から投光された光が互いに重なり合うように外部へ光を放射する構成を備えている。
[Summary]
The illumination device (headlamps 10a and 10b) according to the first aspect of the present invention includes a laser light source (semiconductor laser element 3) that emits laser light and a phosphor that emits fluorescence by receiving the laser light emitted from the laser light source. And a light projector (light projectors 1a and 1b) having an optical system (reflector 8 and light projection lens 15) that radiates light emitted from the light emission unit 7 to the outside. The number of types of phosphors included in the unit 7 is equal to or greater than the number of types of phosphors, and there is a configuration that emits light to the outside so that the light projected from the plurality of projectors overlap each other.

上記の構成によれば、本発明に係る照明装置は、レーザ光を受けて蛍光を発する発光部に含まれる蛍光体の種類の数と同数以上、かつ、複数の投光器を備え、当該複数の投光器から外部へ投光された光は互いに重なり合って放射される。これにより、本発明に係る照明装置は、光の色ムラを低減することができる。   According to said structure, the illuminating device which concerns on this invention is provided with the same number or more of the kind of fluorescent substance contained in the light emission part which receives a laser beam and emits fluorescence, and is equipped with several projector, The said several projector The light projected from the outside to the outside is emitted overlapping each other. Thereby, the illuminating device which concerns on this invention can reduce the color nonuniformity of light.

本発明の態様2に係る照明装置は、上記態様1において、上記投光器は、上記発光部7に含まれる上記蛍光体の種類の数よりも1つ以上多くてもよい。   In the lighting device according to aspect 2 of the present invention, in the aspect 1, the number of the projectors may be one or more than the number of types of the phosphors included in the light emitting unit 7.

上記の構成によれば、本発明に係る照明装置は、より効果的に色ムラを低減することができる。   According to said structure, the illuminating device which concerns on this invention can reduce a color nonuniformity more effectively.

本発明の態様3に係る投光器(投光器1c)は、レーザ光を出射するレーザ光源と、上記レーザ光源が出射したレーザ光により発光する発光部と、上記発光部が発した光を複数の光放射面(セグメントS)から外部へ放射する光学系(リフレクタ8)と、を備え、複数の上記光放射面から放射された光を互いに重ね合わせて外部へ投光する構成であってもよい。   The projector (projector 1c) according to the third aspect of the present invention includes a laser light source that emits laser light, a light emitting unit that emits light by the laser light emitted from the laser light source, and a light that emits light emitted from the light emitting unit. An optical system (reflector 8) that emits from the surface (segment S) to the outside may be provided, and the light emitted from the plurality of light emitting surfaces may be superimposed on each other and projected to the outside.

上記の構成によれば、本発明に係る投光器は、複数の光放射面それぞれから放射された光を互いに重ね合わせて外部へ投光するため、色ムラを低減することができる。また、本発明に係る投光器は、上記光学系を備えることにより、複数の投光器を用いることなく、自投光器のみで色ムラを低減することができる。   According to said structure, since the light projector which concerns on this invention superimposes the light radiated | emitted from each of several light emission surfaces and projects outside, it can reduce a color nonuniformity. In addition, the projector according to the present invention includes the above-described optical system, so that color unevenness can be reduced only by the self-projector without using a plurality of projectors.

本発明の態様4に係る投光器(投光器1d)は、レーザ光を出射するレーザ光源と、上記レーザ光源が出射したレーザ光により発光する発光部と、上記発光部が発した光を反射する反射鏡(リフレクタ8)と、を備え、上記反射鏡の反射面(光反射面8a)は、複数の反射構造(凸部T1〜T3および面B1〜B3)を有しており、複数の上記反射構造にて反射した光を互いに重ね合わせて外部へ投光する構成であってよい。   The projector (projector 1d) according to the fourth aspect of the present invention includes a laser light source that emits laser light, a light emitting unit that emits light by the laser light emitted from the laser light source, and a reflecting mirror that reflects light emitted from the light emitting unit. (Reflector 8), and the reflecting surface (light reflecting surface 8a) of the reflecting mirror has a plurality of reflecting structures (projections T1 to T3 and surfaces B1 to B3), and the plurality of reflecting structures. The light reflected in step 1 may be superimposed on each other and projected to the outside.

上記の構成によれば、本発明に係る投光器は、複数の反射構造それぞれにて反射した光を互いに重ね合わせて外部へ投光するため、色ムラを低減することができる。また、複数の反射構造の形状、サイズ、密度を調整することにより、投光先の光の色ムラの程度を制御することができる。   According to said structure, since the light projector which concerns on this invention superimposes the light reflected by each of several reflective structure and mutually projects outside, it can reduce color nonuniformity. In addition, by adjusting the shape, size, and density of the plurality of reflecting structures, the degree of color unevenness of the light at the projection destination can be controlled.

本発明の態様5に係る投光器(投光器1e)は、レーザ光を出射するレーザ光源と、上記レーザ光源が出射したレーザ光により発光する発光部と、上記発光部が発した光を外部へ放射する投光レンズと、を備え、上記投光レンズは、上記発光部が発した光が入射する入射面(光入射面15a)に複数の屈折構造(凸部T1〜T3および面B1〜B3)を有しており、複数の上記屈折構造にて屈折させた光を互いに重ね合わせて外部へ投光する構成であってよい。   The projector (projector 1e) according to the fifth aspect of the present invention emits laser light that emits laser light, a light emitting unit that emits light by the laser light emitted from the laser light source, and light emitted from the light emitting unit to the outside. A light projecting lens, and the light projecting lens has a plurality of refractive structures (convex portions T1 to T3 and surfaces B1 to B3) on an incident surface (light incident surface 15a) on which light emitted from the light emitting unit is incident. It may have a configuration in which the light refracted by the plurality of refractive structures is superimposed on each other and projected to the outside.

上記の構成によれば、本発明に係る投光器は、複数の屈折構造それぞれにて屈折させた光を互いに重ね合わせて外部へ投光するため、色ムラを低減することができる。また、複数の屈折構造の形状、サイズ、密度を調整することにより、投光先の光の色ムラの程度を制御することができる。   According to the above configuration, the projector according to the present invention superimposes the light refracted by each of the plurality of refractive structures and projects the light to the outside, so that color unevenness can be reduced. Further, by adjusting the shape, size, and density of the plurality of refractive structures, the degree of color unevenness of the light at the projection destination can be controlled.

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。   The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible within the scope shown in the claims, and embodiments obtained by appropriately combining technical means disclosed in different embodiments. Is also included in the technical scope of the present invention. Furthermore, a new technical feature can be formed by combining the technical means disclosed in each embodiment.

本発明は、高輝度で小型の発光装置、特に車両用等のヘッドランプに適用することができる。   The present invention can be applied to a high-luminance and small light-emitting device, particularly a headlamp for a vehicle or the like.

1a〜1e 投光器
2 半導体レーザ素子アレイ
3 半導体レーザ素子(レーザ光源)
4 集光レンズ
5 光ファイバ
7 発光部
8 リフレクタ(光学系)
8a 光反射面
9 保持部材
10a、10b ヘッドランプ(照明装置)
11 ケース
12 透明カバー
13 ベース
14 凸レンズ
15 投光レンズ(光学系)
15a 光入射面(入射面)
R、R1、R2 照射先
S セグメント(光放射面)
T1〜T3 凸部(反射構造、屈折構造)
B1〜B3 面(反射構造、屈折構造)
1a to 1e Projector 2 Semiconductor laser element array 3 Semiconductor laser element (laser light source)
4 condensing lens 5 optical fiber 7 light emitting part 8 reflector (optical system)
8a Light reflecting surface 9 Holding member 10a, 10b Head lamp (lighting device)
11 Case 12 Transparent cover 13 Base 14 Convex lens 15 Projection lens (optical system)
15a Light incident surface (incident surface)
R, R1, R2 Irradiation destination S segment (light emitting surface)
T1-T3 Convex part (reflection structure, refraction structure)
B1-B3 plane (reflective structure, refractive structure)

Claims (3)

レーザ光を出射するレーザ光源と、上記レーザ光源が出射したレーザ光を受けて蛍光を発する蛍光体を含む発光部と、上記発光部が発した光を外部へ放射する光学系と、をそれぞれ有する投光器を備え、
上記投光器は、複数存在し、
複数の上記投光器から投光された光が互いに重なり合う数は、複数の上記投光器の数と同数であり、
上記蛍光体の種類の数は、2以上であり、
複数の上記投光器の数は、4以上であることを特徴とする照明装置。
Having a laser light source for emitting laser light, a light emitting unit in which the laser light source comprises a phosphor emitting fluorescence by receiving the laser beam emitted, an optical system that emits light the emitting portion is emitted to the outside, respectively Equipped with a floodlight,
There are a plurality of the projectors,
The number of light projected from the plurality of projectors is the same as the number of the plurality of projectors,
The number of types of the phosphors is 2 or more,
The number of the said several projector is 4 or more, The illuminating device characterized by the above-mentioned.
レーザ光を出射するレーザ光源と、上記レーザ光源が出射したレーザ光を受けて蛍光を発する蛍光体を含む発光部と、上記発光部が発した光を外部へ放射する光学系と、をそれぞれ有する投光器を備え、
上記投光器は、上記発光部に含まれる上記蛍光体の種類の数と同数以上、かつ、複数存在し、
複数の上記投光器から投光された光が照射される領域は互いに一致し、
上記蛍光体の種類の数は、2以上であることを特徴とする照明装置。
Having a laser light source for emitting laser light, a light emitting unit in which the laser light source comprises a phosphor emitting fluorescence by receiving the laser beam emitted, an optical system that emits light the emitting portion is emitted to the outside, respectively Equipped with a floodlight,
More than the number of types of the phosphors included in the light emitting unit, and a plurality of the projectors,
The areas irradiated with the light projected from the plurality of projectors match each other,
The number of types of the phosphors is 2 or more.
レーザ光を出射するレーザ光源と、上記レーザ光源が出射したレーザ光を受けて蛍光を発する蛍光体を含む発光部と、上記発光部が発した光を外部へ放射する光学系と、をそれぞれ有する投光器を備え、
上記投光器は、上記発光部に含まれる上記蛍光体の種類の数よりも1つ以上多く、かつ、複数存在し、
複数の上記投光器から投光された光が上記蛍光体の種類の数よりも1つ以上多く互いに重なり合うように外部へ光を放射し、
上記蛍光体の種類の数は、3以上であることを特徴とする照明装置。
Having a laser light source for emitting laser light, a light emitting unit in which the laser light source comprises a phosphor emitting fluorescence by receiving the laser beam emitted, an optical system that emits light the emitting portion is emitted to the outside, respectively Equipped with a floodlight,
The projector is one or more than the number of types of the phosphors included in the light emitting unit, and there are a plurality of the phosphors,
The light emitted from the plurality of projectors emits light to the outside so that one or more of the types of phosphors overlap each other,
The number of types of the phosphors is 3 or more.
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