照明装置、汽车照明设备和车辆的制作方法

专利名称：照明装置、汽车照明设备和车辆的制作方法
技术领域：
本发明涉及照明装置、采用该照明装置的汽车照明设备和其上安装该汽车照明设 备的车辆。
背景技术：
存在已知的照明装置，其中从诸如发光二极管元件或半导体激光元件之类的半导 体发光元件发出的光作为激发光与荧光物质结合。用作激发光源的多个发光二极管元件和 半导体激光元件采用发射紫外至蓝光波长范围的光的氮化半导体。选择用来与这些激发光 源结合的荧光物质是能够通过波长转换将紫外至蓝光波长范围的光转换成绿至红光的材 料。由此获得投射适当颜色的光的照明装置。例如，在WO 2002/091487中披露了这种类型 的照明装置。从半导体发光元件发出的光在其强度达到一定水平时对人体是有害的。特别地， 从半导体激光元件发射的激光为相干光，一旦直接进入人眼，其就增加至极高的功率密度， 并伤害人眼。上述类型的照明装置(即使具有作为其光源的半导体激光元件)不具有关于人眼 安全的问题，因为由荧光物质散射的激光不再是相干光。因此，已经提出采用半导体激光元 件作为光源(激光光源)，代替电灯泡或其它常规光源。例如，JP 2008-73346A提出了一种电子内窥镜装置，其采用半导体激光作为照明 光的光源，照亮人体内腔中的目标。该电子内窥镜装置包括内窥镜插入部和连接至内窥镜 插入部的装置主体。在装置主体中，半导体激光元件(激光芯片)作为光源被安装。从半 导体激光元件发出的激光沿着位于内窥镜插入部中的通信光纤传递，并辐照设置在内窥镜 插入部顶端处的荧光滤光器(荧光构件)。在用激光辐照时，荧光滤光器发射白光，以照亮 目标。包括图像传感器的图像采集单元也设置在内窥镜插入部的顶端。图像采集单元由设 置在装置主体中的信号处理部件驱动，并在来自图像采集单元的图像采集信号上进行信号 处理，由此在监视器上显示内窥图像。采用这种类型的电子内窥镜装置，存在的担心是装置的损坏(如通信光纤破损) 可能引起从内窥镜插入部泄漏出。JP 2008-73346A采用在这种情况中不允许激光露出内窥 镜插入部的照明系统。具体地，该照明系统构造为电感测连接信号处理部件和图像采集单 元的电缆的破损或短路，一旦检测到电缆破损或短路，则控制激光输出，以防止激光露出内 窥镜插入部。然而，在JP 2008-73346中描述的照明系统很难应用于除内窥镜装置之外的其它 装置。即使人们进行控制，以将该照明系统应用于其它用途，该应用由使该照明系统应用的 装置的结构复杂而导致不方便。这种不方便带来下述问题，即当该照明系统应用的装置不 是内窥镜装置且是用于诸如一般照明的其它用途时，难以降低该装置的尺寸。当应用于一般照明或类似的用途，上述类型的照明装置还具有诸如荧光物质(荧 光构件)脱落的事故可能导致发射的激光直接进入人眼的忧虑。因此，在这种事故中，照明装置对人眼的安全下降。

发明内容
为了接近这些问题而提出了本发明，且本发明的目标是提供对人眼安全性进行改 善的照明装置、汽车照明设备和应用该汽车照明设备的车辆。本发明的另一个目标是提供具有简化的结构和因此尺寸降低的照明装置、汽车照 明设备和应用该汽车照明设备的车辆。为了实现上述目标，根据本发明第一方面的照明装置包括光源，该光源发射特定 波长的光；荧光构件，该荧光构件包括荧光物质并由从光源发射的光照射；反射光感测部， 该反射光感测部在从荧光构件反射的光中检测所述特定波长；和光源控制部，所述光源控 制部基于反射光感测部的检测信号控制从光源发射的光。根据第一方面的包括如上所述的用于检测来自荧光构件的反射光的反射光感测 部的照明装置能够基于反射光的变化检测荧光构件中的异常(例如，荧光构件的掉落、破 裂(损坏)或移位)。来自荧光构件的反射光涉及从光源发射的光的由荧光构件反射而不 是吸收的一部分，而由荧光构件吸收并经受波长转换的光在此称为照明光。基于来自反射 光感测部的检测信号，光源控制部控制从光源发射的光。因此在发生诸如荧光构件分离或 损坏的事故的情况中防止来自光源的光直接泄漏到外面。以这种方式，防止来自光源的光 直接冲击人体，因此防止直接进入人眼。因此，如上构造的照明装置改善了对人眼的安全 性。在第一方面中，其中如上所述，反射光感测部设置为便于检测荧光构件中的异常， 改善了安全性，而不使照明装置的结构变得复杂。换句话说，采用简单的结构实现安全性 的改善。因此，能够容易地降低照明装置的尺寸。根据第一方面的容易简化结构并降低尺 寸的照明装置容易适用于其中要求结构简单的用途，如包括家庭照明和汽车前灯的一般照 明，以及用于显示的光源。在根据第一方面的照明装置中，光源可以包括半导体发光元件。在这种情况中，优 选的是，光源包括半导体激光元件。光源还可以包括不是半导体激光元件的发光元件。例 如，光源可以包括发光二极管元件。在根据第一方面的照明装置中，优选的是，反射光感测部包括光接收元件。通过如 此构造，通过检测来自荧光构件的反射光，照明装置容易检测荧光构件中的异常。在根据第一方面的照明装置中，反射光感测部可以检测对应于荧光构件的位移量 的反射光强度的变化，并且随后将检测信号输出至光源控制部。通过如此构造，照明装置容 易检测来自光源的光如何供给至荧光构件。因此该照明装置能够防止荧光构件的位移或类 似的引起来自光源的光的至少一部分直接泄漏到外面的麻烦的事故。一旦检测到与反射光 在反射光感测部上的入射角度相关的反射光强度的变化，则反射光感测部还可以向光源控 制部输出检测信号。在根据第一方面的照明装置中，反射光感测部可以包括划分成包括四个光接收区 的光接收元件。在根据第一方面的照明装置中，优选的是，荧光构件设置有由不同于荧光物质的 材料制成的反射区。这种结构增加了向反射光感测部传播的光的量，因此增强了反射光感测部的检测精确度。因此，更加改善了对人眼的安全性。优选的是，根据第一方面的照明装置还包括滤光器，该滤光器放置在荧光构件和 反射光感测部之间，以阻挡从荧光构件发射的照明光的至少一部分。这种结构更加改善了 检测反射光的精确性。在根据第一方面的照明装置中，优选的是，荧光构件形成为板状。采用这种结构， 容易构造荧光构件，以便反射光进入反射光感测部。这种结构也便于荧光构件的加工。在根据第一方面的照明装置中，荧光构件可以包括设计为发射颜色彼此不同的光 的多个荧光区。在这种情况中，优选的是，照明装置还包括用于移动荧光构件的荧光构件驱 动部。采用这种结构，荧光构件驱动部移动荧光构件，使得来自光源的光照射在希望的一个 荧光区上。因此可以改变从荧光构件发射的照明光的颜色或色调。在其中荧光构件设置有反射区的结构中，反射区可以具有凸起部和凹入部中的至 少一个。通过采用反射光感测部检测从凸起部或凹入部反射的反射光，如此构造的照明装 置结构可以以较高的精度检测来自光源的光如何供给至荧光构件。根据本发明第二方面的汽车照明设备包括根据第一方面的照明装置。如此构造的 汽车照明设备改善了对人眼的安全性，并且减小了尺寸，还容易实现。根据本发明第三方面的车辆包括根据第二方面的汽车照明设备。根据第三方面的车辆还可以包括用于检测碰撞的碰撞检测部，并且光源控制部可 以基于来自碰撞检测部的检测信号控制从光源发射的光。根据本发明第四方面的车辆包括包括照明装置的汽车照明设备；和用于检测碰 撞的碰撞检测部。该照明装置包括光源，所述光源发射特定波长的光；荧光构件，所述荧 光构件由从光源发射的光照射；和光源控制部，所述光源控制部控制从光源发射的光。而 且，光源控制部基于来自碰撞感测部的检测信号控制从光源发射的光。在根据第四方面的车辆中，其中光源控制部构造为基于来自碰撞检测部的检测信 号控制从光源发射的光，在车辆由于碰撞损坏时防止来自光源的光进入车辆附近的人的眼 睛中。在根据第四方面的车辆中，优选的是，照明装置的光源包括半导体激光元件。如上所述，根据本发明，轻而易举地获得了对人眼安全性进行改善的照明装置、汽 车照明设备和车辆。本发明还使得容易获得结构简化且因此尺寸降低的照明装置、汽车照明设备和车辆。


图1为示意性地图示根据本发明第一实施方式的照明装置的结构的框图。图2为根据本发明第一实施方式的照明装置的荧光板的俯视图。图3为示出如何在根据本发明第一实施方式的照明装置中检测荧光板偏移的示 意图。图4为示出如何在根据本发明第一实施方式的照明装置中检测荧光板偏移的图示 ο图5为示出根据本发明第二实施方式的照明装置的象限检测器的光接收表面的俯视图。图6为用于计算根据本发明第二实施方式的照明装置的荧光板的位移量的电路 图。图7为示意性地图示根据本发明第三实施方式的照明装置的结构的框图。图8为根据本发明第三实施方式的照明装置的荧光板的俯视图。图9为示意性地图示根据本发明第四实施方式的照明装置的结构的框图。图10为根据本发明第四实施方式的照明装置的荧光板的俯视图。图11为用于计算根据本发明第四实施方式的照明装置的荧光板的位移量的电路 图。图12为示意性地图示根据本发明第五实施方式的照明装置的结构的框图。图13为示意性地图示根据本发明第六实施方式的照明装置的结构的框图。图14为图示根据本发明第七实施方式的汽车前灯的结构的示意图。图15为示意性地图示根据本发明第九实施方式的车辆的结构的框图。
具体实施例方式本发明由下述参照附图详细描述的实施方式实现。在接下来的实施方式中，光源 的"波长"是指光发射谱中变化到一定程度的峰值波长。第一实施方式图1为示意性地图示根据本发明第一实施方式的照明装置的结构的框图。图2为 根据本发明第一实施方式的照明装置的荧光板的俯视图。图2的荧光板是从半导体激光元 件侧观看的。首先参照图1和2描述由100标记的根据本发明第一实施方式的照明装置。如在图1中图示的那样，根据第一实施方式的照明装置100包括用作激发光源 的半导体激光元件110、当用从半导体激光元件110发射的激光照射时发射荧光的荧光板 120、从荧光板120接收反射光P2的光接收元件部130、以及基于来自光接收元件部130的 检测信号控制半导体激光元件110的驱动的光源控制部140。半导体激光元件110为本发 明的"光源"的例子。荧光板120为本发明的"荧光构件"的例子。光接收元件部130为 本发明的"反射光感测部"的例子。半导体激光元件110例如由具有405nm的激光波长的蓝-紫半导体激光器构成。 该蓝-紫半导体激光器的材料为Α1χ6ε^ηζΝ(0彡χ彡1，0彡y彡1,0 ^ ζ ^ 1,x+y+z = 1) 基氮化物。通过改变它的活性层的材料和成分，可以将半导体激光元件110的激光波长改 变到紫外至绿光波长范围，其中从该活性层发射光。荧光板120例如通过将荧光物质分散在诸如有机硅树脂之类的树脂基材料中形 成。荧光板120吸收从半导体激光元件110发射的激光，虽有发出由分散的荧光物质决定 的颜色的光。所采用的荧光物质是适合照明装置100使用的材料。例如，当用于一般照明 时，照明装置100需要发射白光。选择用于这种用途的荧光物质是在吸收从半导体激光元 件110发射并具有405nm的波长的激光时分别发射蓝光(波长440nm至480歷)、绿光(波 长500nm至MOnm)和红光(波长610nm至650nm)的荧光物质。这些荧光物质(蓝色荧 光物质，绿色荧光物质和红色荧光物质)混合并分散在荧光板120中。可以采用以上给出的其它组合，包括蓝色荧光物质和黄色(波长540nm至580nm)荧光物质的组合，以及蓝-绿荧光物质(波长470nm至520nm)和红色荧光物质。在要求 除白色之外的光的情况中，通过选择合适的荧光物质，获得预期发光颜色。为了给出可利用的荧光物质的具体例子，Ce-活性JEM磷光体、Ce-活性La-n相 磷光体、Eu-活性AlN磷光体等等可以用作蓝色荧光物质。Eu-活性β-SiAlON磷光体、 Ce-活性(Sr，Ca) AlSiN3磷光体、Ce-活性Sr2Si5N8磷光体、Yb-活性α -SiAlON磷光体等 等可以用作绿色荧光物质。Eu-活性α -SiAlON磷光体、YAG(钇铝石榴石)磷光体、Ce-活 性CaAlSiN3磷光体等等可以用作黄色荧光物质。Mn-活性0. 5MgF2 · 3. 5Mg0-GeO2磷光体、 Eu-活性(Sr，Ca) AlSiN3磷光体、Eu-活性CaAlSiN3磷光体、Eu-活性Sr2Si5N8磷光体等等 可以用作红色色荧光物质。Eu-活性(Ba，Sr)2Si202N2磷光体等等可以用作蓝-绿荧光物质。如图2所示，在俯视图中荧光板120具有大致圆形形状。荧光板120具有约5mm 至50mm的直径，并形成有约Imm至5mm的厚度。半导体激光元件110和荧光板120之间的 距离例如设为Imm至50mm。在第一实施方式中，用于反射来自半导体激光元件110的激光的反射区121设置 在荧光板120的位于半导体激光元件110侧的表面上。具体地，反射区121大体设置在荧 光板120的该表面的中心。荧光板120的该表面的剩余部分，即不是反射区121的区域是 包含荧光物质的荧光区122。换句话说，荧光板120由转化来自半导体激光元件110的激光 的荧光区122和反射来自半导体激光元件110的激光的反射区121构成。荧光区122形成 为围绕反射区121。荧光区122设置有适合照明装置100的使用的荧光物质，如以上给出的 那些。第一实施方式中的反射区121例如通过诸如铝之类的金属材料的沉积形成。代替 的是，反射区121可以由其中具有不同折射率的介电薄膜交替层叠的介质镜形成。反射区121被设置成比辐照区10小(例如，直径约Imm至IOmm)，其中荧光板120 用将被包含在辐照区10内的激光辐照。反射区121仅需要大至足以确保反射光P2由光接 收元件部130检测到。当反射区121相对于辐照区10太大时，由荧光区122转化的光较少。 总之，反射区121优选具有允许光接收元件部130检测反射光P2的最小区域。光接收元件部130例如由光电二极管构成，并设置在荧光板120的反射区121 (相 对于荧光板120与半导体激光元件110相同的侧)侧上，以接收来自荧光板120的反射光 P2。一旦接收到来自荧光板120的反射光P2，则光接收元件部130将接收到的反射光P2转 化成电信号。光接收元件部130基于反射光P2的变化检测荧光板120中的异常。在荧光 板120检测到异常，则连接至光源控制部140的光接收元件部130将检测信号输出至光源 控制部140。光接收元件部130和荧光板120设置为，当荧光板120从其正常位置倾斜θ角时， 入射在光电二极管上的反射光Ρ2的强度改变。光源控制部140包括诸如开关元件的开关，并基于来自光接收元件部130的检测 信号控制半导体激光元件Iio的驱动。具体地，当在荧光板120中检测到异常时，光源控制 部140打开开关，由此断开至半导体激光元件110的电力连续性。照明装置100可以构造为由光源控制部140检测荧光板120中的异常。可替换 地，用于检测荧光板120中的异常的电路元件等可以设置在光接收元件部130和光源控制 部140之间。7
图3和4为图示在根据本发明第一实施方式的照明装置中如何检测荧光板的移位 的示意图。接下来参照图1至4描述根据第一实施方式的照明装置100的操作。首先，如图1所示，半导体激光元件110朝向荧光板120发射作为激发光的激光 (出射光Pl)，并且该激光照射荧光板120。由该激光照射后，荧光板120通过由包含的荧光 物质进行的波长转换发出激光，并发射由包含什么样的荧光物质决定的颜色的光(例如， 白光)。从荧光物质(荧光板120)发射的光在这里用作实际照明光P3。因此从半导体激 光元件110发射以辐照荧光板120的激光实际上不用作照明光。由于从照明装置100进入 人眼的光是经由荧光物质散射的光，则使用激光作为激发光不会引起安全问题。辐照荧光板120的激光的一部分由荧光板120的反射区121 (参见图2)反射。由 在反射区121处的反射形成的反射光P2由用于监测荧光板120中的异常的光接收元件部 130接收。现在，考虑如图3所示的情况，荧光板120通过振动或撞击从其由虚线指示的正常 位置移位至由实线指示的位置，随后倾斜角度θ。随后，反射光P2入射在光接收元件部130 上的角度也改变角度Θ。因此入射在光接收元件部130上的反射光Ρ2的强度改变。电流 以根据反射光的强度改变的量流入构成光接收元件部130的光电二极管(PD)，这建立了在 图4的图示中图示的角度θ-PD电流值特性。当PD电流值低于设为某一电流值的异常检 测水平时，光接收元件部130(参见图1)将检测信号输出至光源控制部140(参见图1)。接收到来自光接收元件部130的检测信号后，光源控制部140打开开关，以断开至 半导体激光元件110的电力连续性。在荧光板120掉落的情况中，反射光P2不再由光接收元件部130检测到。在荧光 板120损坏(破裂)至允许激光泄漏到外面的程度的情况中，光接收元件部130检测到具 有极低强度的反射光P2，或根本检测不到反射光P2。因此在异常是除移位之外的如荧光板 120的完全掉落或荧光板120的损坏(破裂)的其它异常时，也容易检测荧光板120中的异堂巾ο替代来自荧光板120的反射光P2，从荧光物质发射的光(荧光)可以用来检测荧 光板120中的异常。然而，这种光(荧光)具有低的方向性，因此减少了 PD电流量对θ的 依赖。这使得精确的异常检测变得困难。因此，来自荧光板120的反射光Ρ2在检测荧光板 120中的异常中是优选的。在第一实施方式中，其中如上所述，光接收元件部130设置为检测来自荧光板120 的反射光Ρ2，可以基于反射光Ρ2的变化(例如，反射光强度的降低)来检测荧光板120中 的异常(例如，荧光板120中的掉落、破裂(损坏)或移位)。基于来自光接收元件部130 的检测信号，光源控制部140控制从半导体激光元件110发射的激光，由此如果出现诸如荧 光板120分离或损坏之类的事故，则防止来自半导体激光元件110的激光直接泄漏到外面。 因此防止来自半导体激光元件110的激光直接击中人体，并因此防止来自半导体激光元件 110的激光直接进入人眼。因此，如上构造的照明装置100在对人眼的安全性方面进行了改業口 O在第一实施方式中，其中如上所述，照明装置100设置有便于检测荧光板120中的 异常的光接收元件部130，在不使照明装置100的结构变复杂的前提下，改善了安全性。换 句话说，采用简单的结构实现了安全性的改善。因此可以容易地降低照明装置100的尺寸。8
根据第一实施方式的容易简化结构并降低尺寸的照明装置100容易适用于需要 结构简化的用途，如包括家庭照明和汽车前灯的一般照明，以及用于显示的光源。如上所述，根据第一实施方式的照明装置100通过在荧光板120出现会引起从半 导体激光元件110发射的激光进入人眼时立即停止半导体激光元件110的驱动以简单的系 统确保安全性。因此根据第一实施方式的照明装置100可以适用于汽车前灯(其中由于 行驶期间的振动、来自碰撞或接触的撞击等导致荧光板出现诸如移位、掉落或损坏的机会 高)，使汽车前灯具有出色的安全性。在第一实施方式中，荧光板120设置有通过诸如铝之类的金属材料的沉积形成的 反射区121，由此增加向光接收元件部130传播的光的量，并增强光接收元件部130的检测 精度。因此更加能改善对人眼的安全性。在第一实施方式中，其中在检测到对应于荧光板120的位移量的反射光强度变化 时，光接收元件部130将检测信号输出至光源控制部140，这容易检测来自半导体激光元件 110的激光如何供给至荧光板120。因此防止荧光板120的位移或类似的事故引起来自半 导体激光元件110的激光的至少一部分直接泄漏至外面的麻烦。在第一实施方式中，其中荧光板120形成为具有板状形状，容易放置荧光板120， 便于反射光P2进入光接收元件部130。将荧光板120形成板状形状的另一个优点是荧光板 120的加工简单。第二实施方式图5为图示根据本发明的第二实施方式的照明装置的象限检测器的光接收表面 的俯视图。图6为用于计算根据本发明第二实施方式的照明装置的荧光板的位移量的电路 图。由图5的实线指示的圆圈20表示在荧光板处于其正常位置时由来自荧光板的反射光 P2照射的区域，而由图5的虚线指示的圆圈21表示在荧光板不处于其正常位置时由来自荧 光板的反射光P2照射的区域的例子。图6为用于计算荧光板移位量的电路图的例子。接 下来参照图1、2、5和6描述由200表示的根据本发明的第二实施方式的照明装置。通过修改第一实施方式的结构，使得光接收元件部130(参见图1)包括象限检测 器230，获得根据第二实施方式的照明装置200。如图5所示，象限检测器230具有四个光 接收区Dl至D4。当平行于荧光板120的径向方向(参见图2)的方向表示X方向时，平行 于荧光板120的切向方向(参见图2)的方向表示Y方向，光接收区Dl至D4沿X方向和Y 方向划分象限检测器230。当荧光板120处于正常位置时，反射光P2的光轴的中心定位在象限检测器230的 中心。当对荧光板120的撞击等使荧光板120从其正常位置移位时，反射光P2也改变方向。当由光接收区Dl至D4接收的光的强度水平分别由Il至14表示时，则通过下述 表达式(1)和( 分别计算沿X方向的位移量ΔΧ和沿Y方向的位移量Ay。Δχ = (11+12)-(13+14) (1)Ay= (11+14)-(12+13) (2)荧光板120的位移量可以采用图6中图示的包括加法器250和减法器260的电路计算。具体地，为了计算沿X方向的位移量Δ χ，加法器250a将光接收区Dl的输出11和 光接收区D2的输出12相加，加法器250b将光接收区D3的输出13和光接收区D4的输出914相加。随后，减法器^Oa在由加法器250a进行的计算加和值和由加法器250b进行的 计算加和值之间进行相减。以这种方式计算沿X方向的位移量Δχ。为了计算沿Y方向的 位移量Δ y，加法器250c将光接收区Dl的输出Il和光接收区D4的输出14相加，加法器 250d将光接收区D2的输出12和光接收区D3的输出13相加。随后，减法器^Ob在由加法 器250c进行的计算加和值和由加法器250d进行的计算加和值之间进行相减。以这种方式 计算沿Y方向的位移量Ay。因此，第二实施方式构造为通过采用图6中图示的电路计算荧光板120的位移量 来检测荧光板120中的异常。在第二实施方式中，某一位移量设为异常检测水平，并且当超 过该位移量时，检测信号发送至光源控制部140(参见图1)，以断开至半导体激光元件110 的电力连续性(参见图1)。在荧光板120掉落或其它使位移量太大的事故发生的情况中，反射光P2不再由光 接收元件部130(象限检测器230)检测到。通过将照明装置200构造为在发生这种事故的 情况中断开至半导体激光元件110的电力连续性参见图1)，容易改善对人眼的安全性。第二实施方式提供了与第一实施方式相同的效果。第三实施方式图7为示意性地图示根据本发明第三实施方式的照明装置的结构的框图。图8为 根据本发明第三实施方式的照明装置的荧光板的俯视图。图8的荧光板是从半导体激光元 件侧观看的。接下来参照图5、7和8描述由300表示的本发明第三实施方式的照明装置。通过修改第一实施方式的结构，以便由如图7所示的荧光板驱动部350沿上下方 向(Y方向)移动荧光板320，获得根据第三实施方式的照明装置300。荧光板驱动部350 例如包括步进电机或跟踪电机。荧光板320为本发明的"荧光构件的例子，荧光板驱动部 350为本发明的"荧光板驱动部"的例子。如图8所示，第三实施方式中的荧光板320包括其中设置多种类型的荧光物质的 多个区域。具体地，在俯视图中荧光板320形成大致矩形形状，并具有分成三个区域(荧光 区32加、荧光区322b和荧光区322c)的荧光区322。荧光区32 至322c的荧光物质类型 和荧光物质混合比例被调节，使得荧光区32 至322c中的每一个发射不同颜色的光。例 如，荧光区32 至322c设计成，使得在每个区域包含红色色荧光物质、绿色荧光物质和蓝 色荧光物质以用于发射白光时，每个区域以不同的混合比例包含这三种颜色的荧光物质， 以具有不同的色温。荧光板320还设置有与所有的荧光区32 至322c接触的反射区321。与在第一实 施方式中一样，反射区321通过诸如铝之类的金属材料的沉积形成。可替换地，反射区321 例如可以由其中具有不同折射率的介电薄膜交替层叠的介质镜形成。图8的结构为第三实 施方式的荧光板的例子，在第三实施方式中可以采用该例子之外的其它荧光板结构。荧光 区和反射区也可以以除图8中图示的图案之外的其它多种图案配置和设置。在根据第三实施方式的如上所述构造的照明装置300中，通过采用荧光板驱动部 350移动荧光板320，可以改变由从半导体激光元件110发射的激光(出射光Pl)照射的荧 光板320的区域。因此使照明光P3的改变变得简单。例如，可以改变从荧光板320发射的 照明光P3的颜色或色调。第三实施方式的其余结构与第一实施方式相同。
在根据第三实施方式的照明装置300中，与在第二实施方式中一样，光接收元件 部130可以包括象限检测器230 (参见图5)。第三实施方式提供了与第一和第二实施方式相同的效果。第四实施方式图9为示意性地图示根据本发明第四实施方式的照明装置的结构的框图。图10 为根据本发明第四实施方式的照明装置的荧光板的俯视图。图11为用于计算本发明第四 实施方式的照明装置的荧光板的位移量的电路图。图10的荧光板是从半导体激光元件侧 观看的。图11为用于计算位移量以基于由象限检测器接收到的光的强度精确地控制荧光 板的位置的电路图的例子。接下来参照图5和图9至11描述本发明第四实施方式的由400 表示的照明装置。通过修改第三实施方式的结构，以便如图9所示荧光板驱动部350连接至光接收 元件部130，获得根据第四实施方式的照明装置400。光接收元件部130包括图5的象限检 测器230，由象限检测器230检测到的荧光板320的位移量反馈至荧光板驱动部350。如图10所示，荧光板320在其反射区321具有例如线性图案的凹入部321a。来自 凹入部321a的反射光P2 (参见图9)由光接收元件部130接收，由此监测荧光板320的位 置。图10的结构为根据第四实施方式的荧光板320的一种例子，代替的是可以采用其它结 构。当由象限检测器230的光接收区Dl至D4接收到的光的强度水平分别由Il至14 表示时，采用如图11所示的电路计算对角差信号(11+13)-(12+14)，以计算沿左右方向(X 方向)的位移量。计算出的位移量反馈至荧光板驱动部350，这使得荧光板驱动部350能够 沿上下方向(Y方向)移动荧光板320，同时防止沿左右方向(X方向)的位移。以这种方式 将荧光板320精确地移动至目标位置。第四实施方式提供了与第一至第三实施方式相同的效果。代替凹入部321a，第四 实施方式中的荧光板320的反射区321可以具有凸起部。反射区321也可以具有凸起部和 凹入部的混合。第五实施方式图12为示意性地图示根据本发明第五实施方式的照明装置的结构的框图。接下 来参照图5和12描述由500表示的根据本发明第五实施方式的照明装置。通过将环境检测部510、色温信息处理部520和荧光板控制部530添加至第三实施 方式的结构，获得根据第五实施方式的照明装置500，如图12所示。环境检测部510检测放置照明装置500的环境。具体地，在其它组件中，环境检测 部510包括勒克司传感器、温度传感器和湿度传感器，并检测周围情况，如亮度和天气(气 候)。环境检测部510将获得的环境数据作为信号输出至色温信息处理部520。色温信息处理部520保持合适的与由环境检测部510获得的环境数据相关的色温 信息，如照明度、温度和湿度。从照明工程的观点看，将合适的色温信息分配给环境数据。色 温信息处理部520连接至环境检测部510，并基于来自环境检测部510的信号选择适合检测 到的环境的色温。被选择的色温作为色温信息信号输出至荧光板控制部530。荧光板控制部530连接至色温信息处理部520，并且响应于来自色温信息处理部 520的色温信息信号，向荧光板驱动部350输出用于将荧光板320驱动至使得荧光板320能够发射接收到的色温的光的位置的驱动控制信号。根据第五实施方式的照明装置500的其它结构与第三实施方式相同。在根据第五实施方式的照明装置500中，与在第二实施方式中一样，光接收元件 部130可以包括象限检测器230 (参见图5)。接下来参照图12描述的是根据第五实施方式的照明装置500的操作。环境检测部510获取环境数据，其随后作为来自环境检测部510发送至色温信息 处理部520。接收到来自环境检测部510的信号，色温信息处理部520基于来自环境检测部 510的信号从存储的色温信息中选出适合检测到的环境的色温。选出的色温作为色温信息 信号输出至荧光板控制部530。荧光板控制部530从荧光板320的荧光区中选择使荧光板320能够发射从色温信 息处理部520输出的色温的光的一个。荧光板控制部530控制荧光板驱动部350，以将荧光 板320移动至其中被选择的荧光区由从半导体激光元件110发射的激光(出射光Pl)照射 的位置。以这种方式，照明装置500识别什么颜色的照明光P3对其中放置照明装置500的 环境有利，并自动改变照明光P3的色调等。在该过程中，检测来自荧光板320的反射光P2， 由此检测荧光板320中的异常，并确保照明装置500的安全性。通过如上所述构造，根据第五实施方式的照明装置500能够容易地改变照明光P3 的色调等，以适合其中放置照明装置500的外部环境。在该过程中，光接收元件部130监测 来自荧光板320的反射光P2，由此检测荧光板320中的异常，并防止从半导体激光元件110 发射的光进入人眼。第六实施方式图13为示意性地图示根据本发明第六实施方式的照明装置的结构的框图。接下 来参照图13描述由600表示的根据本发明第六实施方式的照明装置。在第六实施方式中， 与第一实施方式中的组件相同的组件由相同的附图标记表示，并省略它们的描述。在根据第六实施方式的照明装置600中，滤光器150设置在荧光板120和光接收 元件部130之间，如图13所示。滤光器150具有阻挡已经经受由荧光物质进行的波长转换 的光和传输激光的功能。与第一实施方式不同，第六实施方式中的荧光板120不具有反射 区。在其中滤光器150设置在荧光板120和光接收元件部130之间的第六实施方式 中，从荧光板120发射的照明光的至少一部分由滤光器150阻挡。因此，当除了半导体激 光元件110的反射光之外来自荧光板120的照明光也向着光接收元件部130发射时，该照 明光被阻挡，并防止其进入光接收元件部130，结果是仅检测到半导体激光元件110的反射光。当所采用的激发光源为具有405nm波长的蓝-紫激光且荧光板120采用发射蓝 光、绿光和红光的荧光物质时，滤光器150例如为发射蓝-紫光并阻挡蓝光、绿光和红光的 滤光器。在所采用的激发光源为紫外半导体激光器时，滤光器150优选为仅阻挡可见光的 滤光器。滤光器150的具体例子为SIGMA KOKI公司的产品UTVAF-33U。
第六实施方式的其它结构与第一实施方式相同。 在第六实施方式中，如上所述，阻挡照明光的滤光器150设置在荧光板120和光接12收元件部130之间，因此光接收元件部130仅检测已经由荧光板120反射的反射光。这更 加改善了检测反射光的精确性，因此增强了检测荧光板120中的异常的精度。因此，更加改 善了照明装置600对人眼的安全性。而且，在第六实施方式中，滤光器150设置为选择性地反射反射光，而不在荧光板 120中设置反射区。这消除了从荧光板120的反射区引出照明光的难度，并防止降低照明光 的引出率。虽然当滤光器150设置在荧光板120和光接收元件部130之间时，荧光板120优 选不具有反射区，但荧光板120可以设置有反射区。滤光器150可以放置在离光接收元件部130给定距离处，如图13所示，或者可以 连接至光接收元件部130。第七实施方式图14为图示根据本发明第七实施方式的汽车前灯的结构的示意图。接下来参照 图14描述根据本发明第七实施方式的汽车前灯。第七实施方式涉及将本发明应用于汽车 前灯(其为汽车照明设备的例子)的一个例子。根据本发明第七实施方式的汽车前灯包括第一实施方式的照明装置100，如图14 所示。代替第一实施方式的照明装置100，可以采用第二至第六实施方式的照明装置200至 600中的任一种。可替换地，汽车前灯可以采用根据需要结合第一至第六实施方式的结构获 得的照明装置。根据第七实施方式的汽车前灯还包括第一反射镜710、第二反射镜720和投影透 镜730。来自照明装置100的光经由第一反射镜710和第二反射镜720到达投影透镜730， 并从投影透镜730投向车辆前面的空间。通过如上构造，降低了根据第七实施方式的汽车前灯的尺寸，改善了对人眼的安全性。代替照明装置100，采用第五实施方式的照明装置500使汽车前灯能够改变其光 线色调，以适应周围情况。汽车前灯可以安装至诸如四轮汽车或两轮摩托车之类的车辆。第八实施方式根据本发明第八实施方式的车辆是第七实施方式的汽车前灯安装至其上的车辆。 该车辆可以为四轮汽车或两轮摩托车。第九实施方式图15为示意性地图示根据本发明第九实施方式的车辆的结构的框图。接下来将 参照图15描述根据本发明第九实施方式的车辆。如图15所示，根据第九实施方式的车辆包括与第七实施方式的汽车前灯类似的 汽车前灯910。然而，汽车前灯910采用其结构与第七实施方式的汽车前灯中的照明装置不 同的照明装置。具体地，第七实施方式的汽车前灯采用设置有光接收元件部的照明装置，而 第九实施方式的汽车前灯910采用不包括光接收元件部的照明装置。因此，荧光板120可 以不设置有反射区。在第九实施方式中，代替为汽车前灯910的照明装置设置光接收元件部，用于检 测车辆的碰撞的碰撞检测部920连接至光源控制部140。换句话说，第九实施方式构造为使得碰撞检测部920在检测到车辆碰撞时向光源控制部140发送信号。光源控制部140起在接收到来自碰撞检测部920的信号时断开至半导体激光元件 110的电力连续性的功能。碰撞检测部920还连接至安全气袋930，在检测到车辆时，启动安全气袋930。碰 撞检测部920包括加速传感器和其它组件。碰撞检测部920和安全气袋930例如可以采用 在JP 2005-145381A中描述的系统。以这种方式，用来启动安全气袋930的碰撞检测部920还结合在汽车前灯910的 半导体激光元件110的控制中，这简化了系统(结构)。该结构还使得车辆在碰撞检测部 920检测到车辆碰撞时停止汽车前灯910的半导体激光元件110的驱动(以切断光源)。因 此，防止在车辆由于碰撞损坏时从半导体激光元件110发射的激光进入车辆附近的人们的 眼睛中。无论从那一点来看，在此披露的实施方式是示例性的，并且不应当解释为对本发 明保护范围的限制。本发明的保护范围由权利要求的范围限定，而不由以上给出的实施方 式的描述限定，并且包括该范围之内的所有修改和与权利要求的术语等效的含义。例如，虽然第一至第九实施方式涉及其中荧光物质(荧光构件)形状为板状的例 子，但本发明不限于此，荧光物质(荧光构件)可以形成为除板状形状之外的其它形状。第一至第九实施方式涉及其中半导体激光元件用作激发光源的例子，但本发明不 限于此，可以采用除半导体激光元件之外的其它激发光源。所采用的激发光源可以是从例 如多种固态激光器、发光二极管和超发光二极管中选择的一个。即使所采用的光源为发光 二极管，如果该光源是要发射紫外光或类似的光，直接照射人体也是不希望的。当所披露的 实施方式中的激发光源为发光二极管时，本发明也改善了安全性。在所采用的激发光源为 大功率发光二极管的情况中，本发明减少了强光。第一至第九实施方式涉及其中采用由氮化物基半导体制成的半导体激光元件的 例子。然而，本发明不限于此，可以采用除氮化物基半导体之外的其它半导体激光元件。第一至第九实施方式涉及其中包括作为激发光源的单个半导体激光元件的例子。 然而，本发明不限于此，可以包括多个激发光源。例如，可以布置多个半导体激光元件(激 光器芯片)。为了给出另一个例子，可以采用其中形成多个发光点的杆状半导体激光元件 (激光器芯片)。可替换地，多个封装半导体激光元件可以构成单个激励源。第一至第九实施方式涉及其中荧光板设置有反射区的例子。反射区并不总是必要 的，因为荧光物质通常反光。第一至第八实施方式涉及其中用作反射光感测部的光接收元件部包括光电二极 管或象限检测器的例子。然而，本发明不限于此，光接收元件部可以包括不为光电二极管或 象限检测器的光接收元件(例如，光电晶体管)。代替半导体光接收元件，反射光感测部可 以为光电管、光电倍增管等等。第一至第六实施方式的照明装置结构可以根据需要组合。在第一至第六实施方式的照明装置中，用于使光束变窄的元件(例如，滤光器或 光波导)可以放在半导体激光元件(激光光源)和荧光板之间。在第一至第五实施方式中，与在第六实施方式中描述的滤光器一样的滤光器可以 放置在荧光板(荧光构件)和光接收元件部(反射光感测部)之间。如果例如使光接收元有激光波长附近的峰值波长的光接收特性，在没有滤光器的情况下，可以有效 地检测来自荧光板反射光。第一、第二和第六实施方式涉及其中荧光板形成为大体圆形形状的例子。然而，本 发明不限于此，荧光板可以具有除圆形形状之外的其它形状。第一、第二和第六实施方式涉及其中反射区设置在荧光板的大致中心处的例子。 然而，本发明不限于此，荧光板可以在除其中心之外的其它区域中具有反射区。反射区可以 形成在任何位置，只要它在来自激发光源的光照射荧光板的范围内。第一、第二和第六实施方式涉及其中荧光板由单块板构造的例子。然而，本发明不 限于此，荧光板可以由多块板构造。例如，包括由蓝色荧光物质制成的荧光板、由绿色荧光 物质制成的荧光板和由红色荧光物质制成的荧光板的三块荧光板可以从激发光源侧按顺 序层叠。在其中该荧光板具有反射区的情况中，优选的是每个荧光板层设置有单独的反射 区。也可以采用除此之外的其它结构。第四实施方式涉及其中荧光板的反射区具有以线性图案形成的凹入部的例子。然 而，本发明不限于此，反射区可以具有以除线性图案之外的其它图案形成的凹入部或凸起 部。例如，点状图案形式的凹入部或凸起部可以形成在反射区中。第三至第五实施方式涉及其中荧光板形成大致矩形形状的例子。然而，本发明不 限于此，荧光板可以具有包括圆形形状的多种其它形状。在第三至第五实施方式中，荧光板的反射区可以形成在任何位置，只要它在来自 光源(激光光源)的照射荧光板的范围内。第七实施方式涉及将本发明应用于汽车前灯(其为汽车照明设备的一个例子)的 例子。然而，本发明不限于此，本发明可适用于除汽车前灯之外的其它汽车照明设备。例如， 本发明可以应用于尾灯、闪光信号灯或雾灯第九实施方式涉及采用不同于第一至第六实施 方式的照明装置的照明装置的车辆的例子，但本发明不限于此。第九实施方式的结构可以 采用第一至第六实施方式的照明装置中的一个，或采用通过组合第一至第六实施方式的结 构获得的照明装置。在第九实施方式中，汽车前灯可以包括与第三实施方式中描述的那些一样的荧光 板和用于移动荧光部的荧光板驱动部。1权利要求
1.一种照明装置，包括光源，所述光源发射特定波长的光；荧光构件，所述荧光构件包括荧光物质并由从所述光源发射的光照射； 反射光感测部，所述反射光感测部在从荧光构件反射的光中检测特定波长；和 光源控制部，所述光源控制部基于所述反射光感测部的检测信号控制从光源发射的光。
2.根据权利要求1所述的照明装置，其中所述光源包括半导体激光元件。
3.根据权利要求1所述的照明装置，其中所述反射光感测部包括光接收元件。
4.根据权利要求1所述的照明装置，其中所述反射光感测部检测对应于荧光构件的位 移量的反射光强度的变化，并且随后将检测信号输出至光源控制部。
5.根据权利要求1所述的照明装置，其中所述反射光感测部包括光接收元件，所述光 接收元件被划分成具有四个光接收区。
6.根据权利要求1所述的照明装置，其中所述荧光构件设置有由不同于所述荧光物质 的材料制成的反射区。
7.根据权利要求1所述的照明装置，还包括滤光器，该滤光器放置在荧光构件和反射 光感测部之间，以阻挡从荧光构件发射的照明光的至少一部分。
8.根据权利要求1所述的照明装置，其中所述荧光构件形成为板状。
9.根据权利要求1所述的照明装置，其中所述荧光构件包括设计为发射颜色彼此不同的光的多个荧光区，并且 其中所述照明装置还包括用于移动荧光构件的荧光构件驱动部。
10.根据权利要求6所述的照明装置，其中所述反射区具有凸起部和凹入部中的至少一个。
11.一种汽车照明设备，包括根据权利要求1至10中任一项所述的照明装置。
12.—种车辆，包括根据权利要求11所述的汽车照明设备。
13.根据权利要求12所述的车辆，还包括用于检测碰撞的碰撞检测部， 其中所述光源控制部基于来自碰撞检测部的检测信号控制从光源发射的光。
14.一种车辆，包括包括照明装置的汽车照明设备；和用于检测碰撞的碰撞检测部，其中所述照明装置包括光源，所述光源发射特定波长的光；荧光构件，所述荧光构件由从所述光源发射的光照射；和光源控制部，所述光源控制部控制从所述光源发射的光，并且其中所述光源控制部基于来自碰撞检测部的检测信号控制从光源发射的光。
15.根据权利要求14所述的车辆，其中所述光源包括半导体激光元件。
全文摘要
本发明提供了一种对人眼的安全性进行了改善的照明装置。该照明装置包括用作发射激光的激发光源的半导体激光元件；荧光板，该荧光版包含用于发射目标颜色的光的荧光物质，并由从半导体激光元件发射的激光照射；光接收元件部，该光接收元件部检测从荧光板反射的光；和光源控制部，该光源控制部基于来自光接收元件部的检测信号控制从半导体激光元件发射的激光。
文档编号F21V17/00GK102042549SQ20101050897
公开日2011年5月4日 申请日期2010年10月12日 优先权日2009年10月14日
发明者原田昌道, 吉村健一, 岸本克彦, 川口佳伸 申请人:夏普株式会社