光源装置、照明装置、车辆用前照灯和车辆的制作方法

专利名称：光源装置、照明装置、车辆用前照灯和车辆的制作方法
技术领域：
本发明涉及通过多种光的混色来得到照明光的光源装置，更详细地说，是涉及通过激发光和使该激发光的一部分被波长转换后的光之混色而得到可视光、且将此可视光作为照明光加以利用的光源装置。
背景技术：
历来，所提出的照明装置中，具有以蓝色带(440 460nm)出射激光的LED或半导体激光元件作为激发光源，且使发光部所包含的、以绿色带至红色带进行发光的荧光体(例如，发出黄色光的YAG系荧光体)得以激发，并通过将激光的蓝色成分和荧光的从绿色到红色之成分进行混色而生成白色光，并且经由该白色光进行照明。例如，作为激发光源使用半导体激光元件的例子，能够列举专利文献I和2。
先行技术文献专利文献专利文献I日本公开专利公报“特开2004-354495号公报(2004年12月16日公开)”专利文献2日本公开专利公报“特开2008-108553号公报(2008年05月08日公开)”但是，若由具有指向性的激光激发发光部，则荧光从发光部被各向同性地出射，然而，就激光而言，在发光部表面的镜面反射成分当然不用说，而一旦进入发光部内的成分，也在一定程度保持原来的指向性的状态下从发光部放出。其结果是，因视觉角度(视角)导致照明光的颜色发生巨大变化的问题存在。例如，由蓝色激光激发含有发出黄色光的YAG荧光体的发光部时，因视角不同，看起来是蓝色或看起来是黄色，照明光的颜色不均匀。

发明内容
本发明鉴于上述现有的课题而做，其目的在于，提供一种将激发光和使激发光被波长转换后的波长转换光进行混色而得到照明光的光源装置，其中，使照明光的颜色的均勻性提闻。本发明的光源装置，为了解决上述课题，具有如下出射激发光的激发光源；接收从所述激发光源出射的所述激发光，且将所述激发光和使该激发光的一部分进行了波长转换的波长转换光、作为照明光发出的发光部；将所述发光部发出的所述照明光所包含的所述激发光和所述波长转换光加以混合的光混合部。在上述的构成中，发光部在接收从激发光源出射的激发光时，发出激发光和使该激发光的一部分进行了波长转换的波长转换光，光源装置将这些光作为照明光进行照射。在此，为了照射发光部的既定的区域，激发光一般使用指向性高的光。因此，照射到发光部的激发光之中的、未被波长转换而直接从发光部所发出的激发光，在保持原来的指向性的状态下，以偏向特定的放射角度的角度分布各向异性地被放出。因此，将从发光部发出的激发光和波长转换光直接作为照明光利用时，由于视觉角度不同导致照明光的颜色发生变化，照明光的颜色不均匀。因此，在本发明的光源装置中，具有使从发光部发出的激发光和波长转换光得以混合的光混合部，将通过该光混合部所混合的激发光和波长转换光作为照明光出射。如此，激发光和波长转换光由光混合部混合，相比直接将激发光作为照明光出射，能够使照明光所包含的激发光和波长转换光的分布更均匀。因此，根据上述的构成，能够实现使照明光的颜色的均匀性提高了的光源装置。如上，本发明的光源装置具有如下出射激发光的激发光源；接收从所述激发光源出射的所述激发光，且将所述激发光和使该激发光的一部分进行了波长转换的波长转换
光、作为照明光发出的发光部；将所述发光部发出的所述照明光所包含的所述激发光和所述波长转换光加以混合的光混合部。因此，根据本发明所起到的效果是，能够提供使照明光的颜色的均匀性提高了的光源装置。


图I是表示实施方式I的前灯系统的概略构成的剖面图。图2是表示图I所示的反射器的旋转抛物面的概念图。图3(a)是表示作为投光构件、具有投影透镜的光源装置的概略构成的断面图，表示具有反射型的发光部的光源装置。图3(b)是表示作为投光构件、具有投影透镜的光源装置的概略构成的剖面图，具有透过型的发光部的光源装置。图4表示图I所示的前灯系统的变形例的概略构成的剖面图。图5是表示实施方式2的光源装置的概略构成的剖面图。图6是表示作为聚光构件、具有聚光透镜的光源装置的概略构成的剖面图。图7是表示作为投光构件、具有反射器的光源装置的概略构成的剖面图。图8是表示关于本发明的光源装置的第一实施例的概略构成的剖面图。图9是表示关于本发明的光源装置的第二实施例的概略构成的剖面图。图10是表示关于本发明的光源装置的第三实施例的概略构成的剖面图。符号说明I光源装置Ia光源装置Ib光源装置Ic光源装置Id光源装置3前灯罩(车辆用前照灯罩)11半导体激光元件(激发光源)16发光部16a被照射面
17反射器(投光部)18扩散板(光混合部)18A扩散板(光混合部)20投影透镜(投光部)51光源装置51a光源装置51b光源装置52椭圆反射镜(聚光部) 53棒透镜(光混合部)54聚光透镜(聚光部)
具体实施例方式〔实施方式I〕如果基于图I 图4，对于本发明的光源装置的第一实施方式进行说明，则如下。在本实施方式中，对于将本发明的光源装置应用于汽车用的前灯系统的情况进行说明。但是，本发明的光源装置，也可以适用于汽车以外的车辆用前照灯、或者其他的照明装置。[前灯系统100的构成]首先，参照图I和图2，对于本实施方式的前灯系统(车辆用前照灯)100的构成进行说明。图I是表示本实施方式的前灯系统100的概略构成的剖面图。如图I所示，前灯系统100具有光源装置I、外壳2、前灯罩3。前灯系统100在所搭载的汽车的前侧两端部被分别各配置I个。(光源装置I)光源装置I具有半导体激光兀件11、聚光透镜12、光纤13、凸透镜14、反射镜15、发光部16、反射器17、扩散板18、和金属底座19。(半导体激光元件11)半导体激光元件(激发光源)11，作为出射激光(激发光)LI的激发光源发挥作用。半导体激光元件11也可以设置多个。这种情况下，分别从多个半导体激光元件11出射激光LI。从半导体激光元件11出射的激光LI，在空间和时间上相位一致，其波长为单波长。作为激发光使用激光LI，因为可以高效率地激发后述的发光部16所包含的荧光体，所以能够得到亮度高的照明光L2。就半导体激光元件11而言，在I个芯片上具有I个发光点，例如，出射蓝色激光(440nm/450nm)、绿色激光(530nm/533nm)、红色激光^40nm)等的激光LI。半导体激光元件11出射的激光LI的波长，可以根据需要适宜变更。还有，光源装置I中，虽然作为激发光源具有半导体激光元件11，但激发光源并不限定为半导体激光元件11。也可以用发光二极管(LED :Light Emitting Diode)等代替半导体激光元件11来实现激发光源。(聚光透镜12)
聚光透镜12是用于使从半导体激光元件11出射的激光LI、会聚到作为光纤13的一方的端部的输入端部的透镜。只要是具有这种功能的透镜，则聚光透镜12的形状和材料没有特别限定，但优选405nm邻域的光的透射率高、且耐热性好的材料。(光纤13)光纤13是将半导体激光元件11出射的激光LI引导向凸透镜14的导光构件。光纤13具有双层构造，即由比中芯的核心的折射率低的金属包层覆盖该核心的构造。从输入端部输入的激光LI,通过光纤13的内部,从作为另一方的端部的输出端部输出。光纤13的输出端部由插芯等捆束。(凸透镜14)凸透镜14调整从光纤13的输出端部输出的激光LI的射束直径，使之被照射到发 光部16的被照射面16a整体。凸透镜14其定位方式为，使从光纤13的输出端部输出的激光LI朝向反射镜15出射。(反射镜15)反射镜15将由凸透镜14调整了射束直径的激光LI朝向发光部16反射。由反射镜15的反射的激光LI,通过反射器17的窗口部17b被引导向发光部16。(发光部16)发光部16接收从半导体激光元件11出射的激光LI、且将激光LI和对于激光LI的一部分进行了波长转换的荧光作为照明光L2发射。在本实施方式中，发光部16含有发出荧光(波长转换光)的荧光体(荧光物质)。具体来说，发光部16有如下等将荧光体的粒子混进并固定在玻璃树脂等中的；将荧光体的粒子混合在粘合剂中进行涂布的；通过烧结/挤压成形等固定荧光体的粒子的；以任意一种方法将荧光体的粒子加工成块状的；使块内分散有荧光体的粒子的；在由热传导率高的材质构成的基板上使被粘合剂覆盖的荧光体的粒子堆积的；或者，使树脂等中混合荧光体的粒子而形成为薄膜状的等。作为荧光体，例如，能够使用氧氮化物系荧光体(例如，赛隆荧光体)或III-V族化合物半导体纳米粒子荧光体(例如，磷化铟InP)等。这些荧光体对于从半导体激光元件11出射的高输出功率(和/或光密度)的激光LI的耐热性高，所以最适合作为发光部16所含的突光体。但是，发光部16所含的荧光体，并不限定为上述，也可以是氮化物荧光体等其他的荧光体。另外，前灯系统100的照明光L2的颜色由法律规定，必须达到具有既定范围的色度的白色。因此，为了使照明光L2成为白色而适宜选择激光LI和荧光体的组合。例如，通过将蓝色激光照射到含有黄色荧光体的发光部16，将蓝色激光的蓝色成分和黄色荧光进行混色而能够得到白色的照明光L2。另外，通过将蓝色激光照射到含有红色荧光体和绿色荧光体的发光部16，将蓝色激光的蓝色成分与红色荧光和绿色荧光进行混色而能够得到白色的照明光L2。此外，通过将蓝色激光和绿色激光照射到含有红色荧光体的发光部16，将蓝色激光的蓝色成分和绿色激光的绿色成分与红色荧光进行混色而能够生成白色的照明光L2。或者，通过将蓝色激光、绿色激光和红色激光照射到含有黄色荧光体的发光部16，将蓝色激光的蓝色成分、绿色激光的绿色成分和红色激光的红色成分与黄色荧光进行混色而能够生成白色的照明光L2。由此，能够利用黄色荧光体的宽阔的波长的荧光适当地弥补由蓝色激光、绿色激光和红色激光生成白色的照明光时的显色性的恶化。还有，根据这些组合，可以提高达到绿色/黄色/橙色/红色的照明光L2的色再现性。该发光部16被配置在金属底座19上、且反射器17的大致焦点位置，接收照射到被照射面16a的激光LI，并且使激光LI和荧 光主要从被照射面16a作为照明光L2发出。因此，从发光部16发出的照明光L2，由反射器17的反射曲面反射，而使其光路得到控制。还有，在前灯系统100中，是具有从照射到激光LI的被照射面16a主要发出荧光的发光部(以下，称为反射型的发光部)16的构成。但是，也可以作为如下构成取而代之，即，具有使照射到被照射面16a的激光LI透过、且从与被照射面16a对置的面主要发出荧光的发光部(以下，称为透射型的发光部)16。(反射器17)反射器(投光部)17将发光部16发出的照明光L2朝向既定的方向投射，在本实施方式中，使照明光L2朝向扩散板18反射。就该反射器17而言，例如，可以是在其表面形成有金属薄膜的构件，也可以是金属制的构件。图2是表示本实施方式的反射器17的旋转抛物面的概念图。如图2所示，在本实施方式中，使用的是以抛物线的对称轴为旋转轴而使该抛物线旋转所形成的曲面(抛物曲面)由含有上述旋转轴的平面切断而得到的半抛物面的反射器17。因此，在本实施方式中，反射器17在使照明光L2反射的方向上形成有半圆形的孔径部17a。另外，半导体激光元件11被配置在反射器17的外部，在反射器17上形成有使激光LI透过或通过的窗口部17b。该窗口部17b可以是贯通孔、也可以含有可以透射激光LI的透明构件。此外，就窗口部17b而言，可以如本实施方式这样，多个半导体激光元件11设置I个通用的，也可以设置对应各半导体激光元件11的多个窗口部17b。还有，反射器17也可以是具有闭合的圆形的孔径部17a的抛物面或包含其一部分的。另外，反射器17并不限定为抛物面，也可以是椭圆形状和自由曲面形状、或者经多面化的多面反射器。(扩散板18)扩散板(光混合部)18是一边透射发光部16发出的照明光L2、一边将照明光L2所包含的激光LI和荧光加以混合的部件。扩散板18使反射器17所反射的照明光L2的全部透过，以堵塞反射器17的孔径部17a的方式，与反射器17的端部抵接地配置。在此，照射到发光部16的激光LI之中的、不由荧光体进行波长转换而直接从发光部16发出的激光LI，以保持指向性的状态，按偏向特定的放射角度的角度分布各向异性地放出。因此，在从发光部16发出的激光LI和荧光由反射器17反射而直接作为照明光L2从前灯系统100出射时，因视觉角度不同导致照明光L2的颜色变化，不能取得颜色均匀的照明光L2。因此，在本实施方式的前灯系统100中，具有使从发光部16发出的照明光L2混合的扩散板18，而使由扩散板18对于照明光L2所含的激光LI和荧光进行了混合的照明光L2出射。如此，通过扩散板18混合激光LI和荧光，能够改善照明光L2所含的激光LI和荧光的分布的不均匀性。该扩散板18能够由聚碳酸酯、玻璃或丙烯酸等具有光透过性的材质构成。例如，扩散板18能够在照明光L2入射的入射面18a和出射照明光L2的出射面18b的至少一方形成微小的凹凸来实现。如此，通过在入射面18a或出射面18b的至少一方、形成微小的凹凸而构成扩散板18,能够降低光混合构件的制造成本。另外，在扩散板18的入射面18a和出射面18b的至少一方，形成微透镜阵列图案或表面浮雕全息图也可。如此，通过使用在入射面18a或出射面18b的至少一方形成有微透镜阵列图案或表面浮雕全息图的扩散板18，能够由扩散板18控制所出射的照明光L2的扩散，因此能够使照明光L2的投射性提高。这样的扩散板18，优选在入射平行光时的出射光的光度分布的最大半值全宽为 O. 7度以上，3. O度以下。扩散板18的光度分布的最大半值全宽低于O. 7度时，不能充分地混合激光LI和荧光，因此不能获得颜色均匀的照明光L2。另一方面，扩散板18的光度分布的最大半值全宽超过3. O时，由于扩散板18的照明光L2的散射导致光量发生损失。因此，通过使扩散板18的光度分布的最大半值全宽在O. 7度以上、3. O度以下，能够一边抑制光量的降低，一边提高照明光L2的色彩均匀性。另外，优选扩散板18使由反射器17反射之后的照明光L2透过、且使照明光L2包含的激光LI和荧光混合。由此，在被反射器17反射的照明光L2的光路上配置扩散板18即可，因此容易在现有的光源装置上组装扩散板18。(金属底座19)金属底座19是支承发光部16等的板状的支承构件，例如，由铝、不锈钢、铜或铁等的金属构成。因此，金属底座10热传导性高，能够使在发光部16发生的热量高效率地释放。还有，在本实施方式中，是由金属构成金属底座19，但并不限定为由金属构成，也可以由金属以外的含有热传导性高的物质(高热传导性树脂、高热传导性陶瓷、蓝宝石等)的构件构成。但是，优选与发光部16抵接的金属底座19的表面被实施反射加工以作为反射面发挥作用。通过以该表面作为反射面使之发挥作用，使从发光部16的被照射面(上表面)16a入射的激光LI、和从荧光体放射的荧光由该反射面反射，能够使照明光L2朝向反射器17。该金属底座19由反射器17覆盖，因此也可说具有与反射器17的反射曲面对置的面。还有，在本实施方式中，金属底座19的设有发光部16—侧的表面,与反射器17的旋转抛物面的旋转轴大体平行，大体上包含该旋转轴，但并不限于此。(外壳2)外壳2是在其内部收容光源装置I的框体构件。从外壳2朝向其外部,有设于半导体激光元件11的2根电极导线伸出，这2根电极导线与激光驱动电路(图示省略)连接。该激光驱动电路在2根电极导线之间连续地或间歇地外加既定的电位差，由此将用于驱动半导体激光元件11的驱动电流注入半导体激光元件11。还有，外壳2优选由具有遮光性的遮光构件构成。(前灯罩3)前灯罩(车辆用前照灯罩)3用于保护光源装置I不受外部环境影响。前灯罩3按照与反射器17的孔径部17a对置的方式设置、且使来自光源装置I的照明光L2透过。如果从使该照明光L2透过这一观点出发，前灯罩3也可以是仅在使来自光源装置I的照明光L2通过的区域由透过材质形成。前灯罩3只要是透明的，则哪种材质都可以，根据耐久性、制造成本等的条件，能够选择最佳的材料。[前灯系统100的操作]
接下来，对于前灯系统100的操作进行说明。各半导体激光元件11出射的激光LI,分别通过聚光透镜12在光纤13的输入端部结合。各光纤13被捆束,通过设于光纤13的输出端部侧的凸透镜14，激光LI的射束直径得到调整并出射到反射镜15。由此，能够调整光点的大小而使发光部16的被照射面16a整体被激光LI照射。由反射镜15反射的激光LI，通过在反射器17的一部分开设的窗口部17b而照射到发光部16的被照射面16a。照射到发光部16的激光LI，经由发光部16所包含的荧光体，其一部分被吸收而成为被波长转换了的突光。然后，发光部16将激光LI和突光作为照明光L2发出。这时,突光从发光部16各向同性(全方位)地发出，但激光LI从发光部16以偏向特定的放射角度的角度分布各向异性地放出。从发光部16发出的照明光L2，由反射器17反射到孔径部17a的方向，透过扩散板18。这时，通过照明光L2由扩散板18扩散，而使照明光L2所包含的激光LI和荧光得以混合。由此，照明光L2所包含的激光LI和荧光的分布的不均匀性得到改善，因此能够提高照明光L2的颜色的均匀性。[变形例]接着，参照图3(a) 图4，对于本实施方式的光源装置I和前灯系统100的变形例进行说明。(变形例I)在前灯系统100中，光源装置I具有反射器17作为投光构件，但投光构件并不限定为反射器17。只要具有使发光部16发出的照明光L2朝向既定的方向而进行投射的功能，就可以作为投光构件使用。图3(a)和图3(b)，表示作为投光构件而具有投影透镜20的光源装置la、lb的概略构成的剖面图，图3(a)表示具有反射型的发光部16的光源装置la，图3 (b)表示具有透射型的发光部16的光源装置lb。如图3(a)所示的光源装置Ia也可以构成为，不设反射器17，在与发光部16的被照射面16a相对的位置，排列配置扩散板18和投影透镜(投光部)20。投影透镜20是将透过扩散板18的照明光L2在既定的角度范围进行投影的凸透镜。就散热片21而言，使通过激光LI的照射而在发光部16产生的热量，经由与发光部16接触的接触面而散发。散热片21优选使用热容易传导的铝和铜等的金属材料，但如果是热传导性高的材料，则没有特别限定。
在具有反射型的发光部16的光源装置Ia中，发光部16配置在散热片21上，对于与发光部16抵接的散热片21的表面实施反射加工，作为反射面发挥作用。由此，从发光部16的被照射面16a入射的激光LI和荧光由该反射面反射，由此能够使照明光L2朝向扩散板18。另外，在具有图3(b)所示的透过型的发光部16的光源装置Ib中，发光部16配置在玻璃等的透明板22上，经由透明板22，向发光部16的被照射面16a照射激光LI。由此，能够使从发光部16的被照射面16a入射的激光LI透过，使激光LI和荧光从与被照射面16a对置的出射面16b朝向扩散板18出射。在此，在作为投光构件具有投影透镜20的光源装置la、lb中，优选使投影透镜20按照与扩散板18抵接的方式设置。通过使投影透镜20抵接扩散板18而配置，能够一体地形成扩散板18和投影透镜20，因此能够使光源装置Ia小型化。(变形例2)另外，在前灯系统100中，扩散板18按照堵塞反射器17的孔径部17a的方式与反射器17的端部抵接地配置，但扩散板18的配置位置没有特别限定。以使由发光部16发出的照明光L2透过的方式配置扩散板18即可。例如，扩散板18，也可以在反射器17投射激光LI的方向上，距反射器17留出既定的间隔而配置。如此，配置有扩散板18的位置，能够根据光源装置I的使用形态等而适宜变更。图4是表示前灯系统100的变形例的概略构成的剖面图。如图4所示，在前灯系统IOOa中，作为用于保护光源装置I不受外部环境影响的前灯罩(车辆用前照灯罩)而构成扩散板18A。如此，通过由扩散板18A构成前灯罩，能够减少前灯系统IOOa的部件数量，因此能够削减前灯系统IOOa的制造成本。[实施方式I的总结]如上，本实施方式的前灯系统100，具有如下出射激光LI的半导体激光元件11 ；接收从半导体激光元件11出射的激光LI，将激光LI和使激光LI的一部分波长转换了的荧光作为照明光L2加以发出的发光部16 ;将发光部16发出的照明光L2所含的激光LI和荧光加以混合的扩散板18。根据前灯系统100，将通过扩散板18混合的激光LI和荧光作为照明光L2出射，因此能够改善照明光L2所含的激光和荧光的分布的不均匀性。因此，根据本实施方式，能够实现使照明光L2的颜色的均匀性提高的前灯系统100。〔实施方式2〕如果基于图5 图7对于本发明的光源装置的第二实施方式进行说明，则如下。在所述实施方式中，是对于作为光混合部具有扩散板18的光源装置I进行了说明，但在本实施方式中，对于作为光混合部具有棒透镜的光源装置进行说明。还有，为了说明方便，对于在所述实施方式中与已说明的附图具有相同功能的构件，附加相同符号进行说明。[光源装置51的构成]首先，参照图5对于本实施方式的光源装置的构成进行说明。图5是表示本实施方式的光源装置51的要部构成的剖面图。如图5所示，光源装置51具有发光部16、散热片
21、椭圆反射镜52、棒透镜(光混合部)53、投影透镜20。还有，为了说明方便，在图5中，省略关于半导体激光元件11等光源装置51具备的一部分的构件。(椭圆反射镜52)椭圆反射镜(聚光部)52，是使从发光部16发出的照明光L2朝向棒透镜53会聚的聚光构件。椭圆反射镜52在旋转轴上具有第一焦点和第二焦点。在椭圆反射镜52的第一焦点上，配置有由散热片21支承的发光部16，第二焦点上配置有棒透镜53的入射端部53a。由此，椭圆反射镜52能够使从发光部16发出的照明光L2朝向棒透镜53的入射端部·53a会聚。(棒透镜53)棒透镜53是将椭圆反射镜52所会聚的照明光L2包含激光LI和荧光加以混合的光混合构件。就棒透镜53而言,使由椭圆反射镜52会聚的光从入射端部53a入射,一边使之在内部反射一边导光至出射端部53b，从出射端部53b朝向投影透镜20出射。照明光L2在棒透镜53的内部被反射的过程中，因为激光LI和荧光被充分地混合，所以能够高效率地混合激光LI和荧光。如此，通过棒透镜53混合激光LI和荧光，能够改善照明光L2所含的激光LI和荧光的分布的不均匀性，进一步提高照明光L2的颜色的均匀性。还有,棒透镜53例如能够由直径为2mm、从入射端部53a至出射端部53b的长度为10_的玻璃等实现。另外，棒透镜53的形状可以是圆柱状，也可以是角柱状，使之符合所期望的照明光的光点的形状而进行选择即可。[变形例]接着，参照图6和图7，对于本实施方式的光源装置51的变形例进行说明。(变形例I)在光源装置51中，作为聚光构件具有椭圆反射镜52,但聚光构件并不限于椭圆反射镜52。只要是具有将从发光部16发出的照明光L2朝向棒透镜53会聚这一功能,就可以作为聚光构件使用。图6是表示作为聚光构件具有聚光透镜54的光源装置51a的概略构成的剖面图。如图6所不的光源装置51a,也可以构成为，不设椭圆反射镜52,而是在发光部16和棒透镜53之间，配置聚光透镜(聚光部)54。如此，通过作为聚光构件具有聚光透镜54，能够使扩散板18和光源装置51a小型化。(变形例2)另外，就光源装置51而言，作为投光构件具有投影透镜20，但投光构件并不限定为投影透镜20。在具有棒透镜53的构成中，作为投光构件，也可以使用实施方式I中说明的反射器17。图7是表示作为投光构件、具有反射器17的光源装置51b的概略构成的剖面图。如图7所示，光源装置51b具有反射器17而取代投影透镜20，棒透镜53的出射端部53b被配置在反射器17的大致焦点位置。由此，在光源装置51b中，通过使从棒透镜53的出射端部53b出射的照明光L2由反射器17射曲面反射，能够控制其光路。还有，如光源装置51b，将反射器17作为投光构件使用时，优选棒透镜53为从入射端部53a向出射端部53b逐渐尖细的锥形。由此，能够使出射端部53b小径化，因此在反射器17的焦点位置配置出射端部53b时，出射端部53b作为相对于反射器17的点光源发挥作用，通过反射器17，能够更准确地控制照明光L2的光路。[实施方式2的总结]如上，本实施方式的光源装置51具有如下出射激光LI的半导体激光元件11 ;接收从半导体激光元件11出射的激光LI，且将激光LI和使激光LI的一部分波长转换了的荧光、作为照明光L2加以发出的发光部16;会聚发光部16发出的照明光L2的椭圆反射镜52 ;使椭圆反射镜52所会聚的照明光L2由内部加以反射、而使照明光L2所含的激光LI和荧光得以混合的棒透镜53。·根据光源装置51，因为激光LI和荧光由棒透镜53的内部被反射的过程中被混合，所以可以提闻激光LI和突光的混合效率。因此，根据本实施方式，能够实现进一步提高了照明光L2的色彩的均匀性的光源装置51。实施例I如果基于图8，对于有关本发明的光源装置的第一实施例进行说明，则如下。还有，为了说明方便，对于与所述实施方式中说明的附图具有相同功能的构件，附加相同的符号进行说明。图8是表示本实施例的光源装置Ic的概略构成的剖面图。如图8所示，光源装置Ic具有半导体激光兀件11、聚光透镜12、光纤13、凸透镜14、反射镜15、发光部16、反射器
17、扩散板18、和金属底座19。在本实施例的光源装置Ic中，具有4个出射蓝色激光(450nm)、且输出功率为IW的半导体激光元件11。发光部16含有接收蓝色激光并发出黄色荧光的黄色荧光体，黄色荧光体的成分为，(YmGdxCey) 3A15012 (O. I彡X彡O. 55，0.01彡y彡0.4)。发光部16的尺寸为，直径2mmX厚度O. Imm的圆盘状，黄色荧光体的粒子被混杂在树脂中并涂布在金属底座19上。反射器17是具有半径30mm的半圆形的孔径部17a的半抛物面,其深度为30mm。在反射器17上，形成有使激光LI透过或通过的窗口部17b。发光部16被配置在处于蒸镀有Al的铜制的金属底座19上的反射器17的焦点位置。扩散板18的材质是聚碳酸酯，厚度1mm。另外，在扩散板18的入射面18a上，形成有表面像毛玻璃状这样微小的凹凸，入射平行光时的出射光的光度分布的最大半值全宽为
2.O 度。扩散板18按照堵塞反射器17的孔径部17a的方式与反射器17的端部抵接地配置。在这样的构成的光源装置Ic中，各半导体激光元件11出射的激光LI，分别通过聚光透镜12在光纤13的输出端部结合。激光LI经由设在光纤13的输出端部侧的凸透镜14，射束直径得到调整而照射到反射镜15。由反射镜15反射的激光LI，通过在反射器17的一部分所开设的窗口部17b而被照射到发光部16。在光源装置Ic中，对于发光部16的被照射面16a使激光LI以45°的角度照射。照射到发光部16的激光LI，一部分被黄色荧光体吸收则被进行波长转换而成为黄色荧光，另一部分则直接向外部各向异性地放出。从发光部16发射到外部的蓝色激光和黄色荧光，由反射器17反射到孔径部17a的方向，透过扩散板18混合之后，从光源装置I作为照明光L2出射。在本实施例中，蓝色激光的蓝色成分和黄色荧光被混合，色斑少的白色的照明光L2被从扩散板18的出射面18b出射。如此，根据本实施例的光源装置lc，能够使用蓝色激光和黄色荧光，得到使色彩均匀性提高了的白色的照明光L2。
实施例2如果基于图9，对于有关本发明的光源装置的第二实施例进行说明，则如下。还有，为了说明方便，对于与所述实施方式中说明的附图具有相同功能的构件，附加相同的符号进行说明。图9是表示本实施例的光源装置Id的概略构成的剖面图。如图9所示，光源装置Id具有半导体激光兀件11、聚光透镜12、光纤13、凸透镜14、发光部16、反射器17、和扩散板18。在本实施例的光源装置Id中，具有3个出射蓝色激光(450nm)、且输出功率为IW的半导体激光元件11。发光部16含有接收蓝色激光并发出黄色荧光的黄色荧光体、和接收蓝色激光并发出红色荧光的红色荧光体。黄色荧光体的成分为，(YnyGdxCey)3Al5O12(O. I ^ x ^ O. 55,O. 01彡y彡O. 4);红色荧光体的成分为，CaAlSiN3:Eu。发光部16的尺寸为，直径I. OmmX厚度O. 1_，黄色荧光体和红色荧光体的粒子通过电泳法制膜。反射器17是具有半径50_的圆形的孔径部17a的抛物面，其深度为120_。在位于反射器17的旋转轴上的底部形成窗口部17b。发光部16按照堵塞窗口部17b的方式由高热传导性粘接剂粘贴配置在反射器17的底部。扩散板18的材质是玻璃，厚度为1mm。在扩散板18的入射面18a，表面形成毛玻璃状这样微小的凹凸。扩散板18在反射器17的内部、与反射器17的内周面抵接地配置。在光源装置Id中，凸透镜14、发光部16、扩散板18沿着反射器17的旋转轴被分别配置。 在这样构成的光源装置Id中，各半导体激光元件11出射的激光LI，分别通过聚光透镜12在光纤13的输出端部结合。激光LI经由设在光纤13的输出端部侧的凸透镜14，射束直径得到调整，通过在反射器17的底部开设的窗口部17b照射到发光部16。在光源装置Id中，对于发光部16，激光LI沿着反射器17的旋转轴被照射。照射到发光部16的激光LI，一部分被黄色荧光体和红色荧光体吸收而被波长转换且成为黄色荧光或红色荧光，另一部分直接向外部放出。从发光部16发射到外部的激光LI与黄色荧光和红色荧光，由反射器17反射到孔径部17a的方向，透过扩散板18，从光源装置Id作为照明光L2出射。
在本实施例中，蓝色激光的蓝色成分与黄色和红色荧光被混合后的色斑少的白色的照明光L2，从扩散板18的出射面18b出射。如此，根据本实施例的光源装置ld，能够使用蓝色激光、黄色荧光和红色荧光，得到使色彩的均匀性提高了的白色的照明光L2。实施例3如果基于图10 ，对于有关本发明的光源装置的第三实施例进行说明，则如下。还有，为了说明方便，对于与所述实施方式中说明的附图具有相同功能的构件，附加相同的符号进行说明。图10是表示本实施例的光源装置Ie的概略构成的剖面图。如图10所示，光源装置Ie具有半导体激光元件11、聚光透镜12、光纤13、凸透镜14、发光部16、反射部55、扩散板18、和投影透镜20。在本实施例的光源装置Ie中，具有2个出射蓝色激光(450nm)、且输出功率为IW的半导体激光元件11，以及3个出射绿色激光(530nm)、且输出功率为O. 5W的半导体激光元件11。发光部16含有接收蓝色激光而发出红色荧光的红荧光体。红色荧光体的成分是CaAlSiN3IEu0发光部16的尺寸为，直径1_X厚度I. 0_，使树脂中分散荧光而形成。反射器17是具有半径50mm的圆形的孔径部17a的抛物面,其深度为100mm。在位于反射器17的旋转轴上的底部，形成窗口部17b。发光部16由金属制的支承棒(图不省略)被支承在处于反射器17的旋转轴上的反射器17的第一焦点Π上。扩散板18的材质是丙烯酸，厚度O. 2mm。在扩散板18的入射面18a上，形成表面像毛玻璃状这样微小的凹凸。扩散板18按照堵塞反射器17的孔径部17a的方式与反射器17的端部抵接地配置。投影透镜20是使透过扩散板18的照明光L2在既定的角度范围进行投影的部件，且按照与扩散板18的出射面18b抵接的方式配置。在这样构成的光源装置Ie中，各半导体激光元件11出射的激光LI，分别通过聚光透镜12在光纤13的输出端部结合。激光LI经由设于光纤13的输出端部侧的凸透镜14，射束直径得到调整，且通过在反射器17的底部开设的窗口部17b而被照射到发光部16。在光源装置Ie中，激光LI对于发光部16沿着反射器17的旋转轴照射。照射到发光部16激光LI, 一部分被红色荧光体吸收且被波长转换而成为红色荧光,另一部分直接向外部放出。从配置在第一焦点Π的发光部16发射到外部的激光LI和红色荧光，被反射器17朝向第二焦点f2反射，通过第二焦点f2以后，再透过扩散板18。透过扩散板18而被混合的激光LI和红色荧光，由投影透镜20在既定的角度范围投影。在本实施例中，蓝色激光的蓝色成分和绿色激光的绿色成分与红色荧光被混合后的、色斑少的白色的照明光L2，从投影透镜20被出射。如此，根据本实施例的光源装置le，能够使用蓝色激光、绿色激光和红色荧光，得到使色彩的均匀性提高的白色的照明光L2。本发明并不限定于上述的实施方式，可以在权利要求所示的范围进行各种变更，将不同的实施方式分别公开的技术性的手段适宜组合而得到的实施方式，也包括在本发明的技术范围内。
〔实施方式的总结〕如上，本发明的光源装置，其特征在于，具有出射激发光的激发光源；接收从所述激发光源出射的所述激发光，且将所述激发光和使该激发光的一部分进行了波长转换的波长转换光、作为照明光加以发出的发光部；将所述发光部发出的所述照明光所包含的所述激发光和所述波长转换光加以混合的光混合部。在上述的构成中，发光部接收从激发光源出射的激发光时，发出激发光和使该激发光的一部分进行了波长转换的波长转换光，光源装置将这些光作为照明光进行照射。在此，为了照射发光部的既定的区域，激发光一般使用的是指向性高的光。因此，照射到发光部的激发光之中的、未进行波长转换而直接从发光部发出的激发光，以保持原来的指向性的状态，按偏向特定的放射角度的角度分布各向异性地放出。因此，将从发光部发出的激发光和波长转换光直接作为照明光利用时，因视觉角 度不同导致照明光的颜色变化，照明光的颜色不均匀。因此，在本发明的光源装置中，具有将从发光部发出的激发光和波长转换光进行混合的光混合部，将由该光混合部混合的激发光和波长转换光作为照明光出射。如此，通过光混合部混合激发光和波长转换光，相比将激发光直接作为照明光出射，能够使照明光所含的激发光和波长转换光的分布变得均匀。因此，根据上述的构成，能够实现使照明光的色彩的均匀性提高了的光源装置。另外，在本发明的光源装置中，优选所述光混合部是使所述照明光透过且扩散的扩散板。如上述的构成这样，光混合部可以由使照明光透过且扩散的扩散板实现。扩散板中，例如，可以使用在入射面和出射面的至少一方，形成有微小的凹凸的具有投光性的板状的构件等。因此，根据上述的构成，能够容易且低成本地制造将激发光和波长转换光加以混合的光混合部，因此能够削减光混合部的制造成本。另外，在本发明的光源装置中，优选所述扩散板在入射平行光时的出射光的光度分布的最大半值全宽为O. 7度以上，3. O度以下。扩散板的光度分布的最大半值全宽低于O. 7度时，不能使激发光和波长转换光充分混合，因此不能得到均匀的颜色的照明光。另一方面，扩散板的光度分布的最大半值全宽超过3. O度时，由于扩散板的照明光的散射而发生光量的损失。因此，如上述的构成，通过使扩散板的光度分布的最大半值全宽为O. 7度以上，
3.O度以下，能够一边抵制光量的降低，一边使照明光的颜色的均匀性提高。另外，在本发明的光源装置中，优选在所述扩散板上，形成有微透镜阵列图案或表面浮雕全息图。根据上述的构成，因为在扩散板上形成微透镜阵列图案或表面浮雕全息图，所以所透过的照明光的扩展可以由扩散板控制。因此，根据上述的构成，能够控制照明光的扩展，使光源装置的投光性提高。另外，在本发明的光源装置中，优选还具有将所述发光部发出的所述照明光朝向既定的方向投射的投光部。
根据上述的构成，因为还具有将发光部发出的照明光朝向既定的投光方向投射的投光部，所以可以将照明光朝向期望的区域照射。另外，在本发明的光源装置中，优选所述扩散板将由所述投光部投射的所述照明光所包含的所述激发光和所述波长转换光加以混合。在上述的构成中，扩散板将由投光部投射的照明光所包含的激发光和波长转换光加以混合。即，在上述的构成中，是沿着照明光的投光方向的光的行进方向，在上游侧配置投光部，在下游侧配置扩散板的构成。因此，根据上述的构成，因为在由投光部投射的照明光的光路上配置扩散板即可，所以容易在现有的光源装置中组装扩散板。另外，在本发明的光源装置中，优选所述投光部是投影透镜，所述投影透镜按照与所述扩散板抵接的方式设置。 在上述的构成中，因为光源装置具有按照与扩散板低接的方式设置的投影透镜作为投光部，所以能够一体地形成扩散板和投光部。因此，根据上述的构成，能够使光源装置小型化。另外，在本发明的光源装置中，优选还具有将所述发光部发出的所述照明光会聚到所述光混合部的聚光部、和将由所述光混合部混合的所述照明光朝向既定的投射方向投射的投光部，所述光混合部使由所述聚光部会聚的光由内部反射，而朝向所述投光部出射。在上述的构成中，还具有将发光部发出的照明光会聚到光混合部的聚光部、和将由光混合部混合的所述照明光朝向既定的投光方向进行投射的投光部。并且，光混合部使由发光部会聚的照明光由内部反射，而朝向投光部出射。因此，激发光和波长转换光在光混合部的内部被反射的过程中被混合，因此可以提高激发光和波长转换光的混合效率。因此，根据上述的构成，能够进一步提高从光源装置照射的照明光的色彩的均匀性。另外，在本发明的光源装置中，优选所述激发光源是半导体激光元件或发光二极管，所述激发光是从所述半导体激光元件或所述发光二极管出射的可视光。根据上述的构成，激发光源是半导体激光元件或发光二极管，能够利用从半导体激光元件或发光二极管激光出射的可视光作为照明光的一部分。另外，在本发明的光源装置中，优选所述激发光是激光。在上述的构成中，因为作为激发光使用激光，所以可以有效率地激发发光部。因此，根据上述的构成，能够得到亮度高的照明光。另外，在本发明的光源装置中，优选所述发光部含有接收所述激发光并发出荧光的荧光体，所述波长转换光是由受到所述激发光激发的所述荧光体所发出的荧光。在上述的构成中，发光部含有接收激发光并发出荧光的荧光体，利用从荧光体放射的突光作为照明光的一部分。因此，根据上述的构成，能够将从激发光源出射的激发光和从荧光体放射的荧光加以混合而得到照明光，因此通过变更激发光源和荧光体的组合，能够得到各种颜色的照明光。另外，在本发明的光源装置中，优选所述发光部从照射到所述激发光的面即被照射面，发射所述波长转换光。如上述的构成，通过从作为受到激发光照射的面即被照射面发射波长转换光的发光部(反射型的发光部)，在放出的激发光的放射角度上容易产生偏置(偏D )。因此，对于具有这样的反射型的发光部的光源装置适用本发明，能够有效地改善照明光的色彩的均匀性。另外，本发明的照明装置，其特征在于，具有上述光源装置。因此，根据上述的构成，能够实现使照明光的色彩的均匀性提高了的照明装置。
另外，本发明的车辆用前照灯，其特征在于，具有上述光源装置。因此，根据上述的构成，能够实现使照明光的色彩的均匀性提高了的车辆用前照灯。
另外，本发明的车辆用前照灯是具有所述光源装置的车辆用前照灯，其中，优选所述扩散板作为用于保护所述光源装置不受外部环境影响的车辆用前照灯罩而构成。在上述的构成中，因为扩散板兼任用于保护光源装置不受外部环境影响的车辆用前照灯罩，所以能够减少车辆用前照灯的部件数量。因此，根据上述的构成，能够以低成本实现使照明光的色彩的均匀性提高了的车辆用前照灯。另外，本发明的车辆，其特征在于，具有上述车辆用前照灯。根据上述的构成，能够实现可以照射使色彩的均匀性有所提高的照明光的车。产业上的可利用性本发明能够很好地适用于光源装置和照明装置，特别是车辆用等的前灯。
权利要求
1.一种光源装置，其特征在于，具有 激发光源，其出射激发光； 发光部，其接收从所述激发光源出射的所述激发光，且将所述激发光和使该激发光的一部分进行了波长转换的波长转换光、作为照明光加以发出； 光混合部，其将所述发光部发出的所述照明光所包含的所述激发光和所述波长转换光加以混合。
2.根据权利要求I所述的光源装置，其特征在于， 所述光混合部是使所述照明光不仅透过并且扩散的扩散板。
3.根据权利要求2所述的光源装置，其特征在于， 所述扩散板在入射平行光时的出射光的光度分布的最大半值全宽为O. 7度以上、3. O度以下。
4.根据权利要求2所述的光源装置，其特征在于， 在所述扩散板上形成有微透镜阵列图案或表面浮雕全息图。
5.根据权利要求2所述的光源装置，其特征在于， 还具有将所述发光部发出的所述照明光朝向既定的方向投射的投光部。
6.根据权利要求5所述的光源装置，其特征在于， 所述扩散板将由所述投光部投射的所述照明光所包含的所述激发光和所述波长转换光加以混合。
7.根据权利要求5所述的光源装置，其特征在于， 所述投光部是投影透镜， 所述投影透镜按照与所述扩散板抵接的方式设置。
8.根据权利要求I所述的光源装置，其特征在于， 还具有 聚光部，其将所述发光部发出的所述照明光会聚到所述光混合部；和 投光部，其将由所述光混合部混合的所述照明光投射到既定的投光方向， 所述光混合部使由所述聚光部会聚的光在内部加以反射、且朝向所述投光部出射。
9.根据权利要求I至8中任一项所述的光源装置，其特征在于， 所述激发光源是半导体激光元件或发光二极管， 所述激发光是从所述半导体激光元件或所述发光二极管出射的可视光。
10.根据权利要求I至8中任一项所述的光源装置，其特征在于， 所述激发光是激光。
11.根据权利要求I至8中任一项所述的光源装置，其特征在于， 所述发光部含有接收所述激发光而使荧光发出的荧光体， 所述波长转换光是由受到所述激发光激发的所述荧光体所发出的荧光。
12.根据权利要求I至8中任一项所述的光源装置，其特征在于， 在所述发光部，从照射到所述激发光的面即被照射面，发射所述波长转换光。
13.一种照明装置，其特征在于， 具有要求I至8中任一项所述的光源装置。
14.一种车辆用前照灯，其特征在于，具有要求I至8中任一项所述的光源装置。
15.一种车辆用前照灯，是具有权利要求6所述的光源装置的车辆用前照灯，其特征在于， 所述扩散板作为用于保护所述光源装置不受外部环境影响的车辆用前照灯罩而被构成。
16.一种车辆，其特征在于， 具有权利要求15所述的车辆用前照灯。
全文摘要
本发明提供光源装置、照明装置、车辆用前照灯和车辆，其中，前灯系统(100)，具有出射激光(L1)的半导体激光元件(11)；接收从半导体激光元件(11)出射的激光(L1)，将激光(L1)和使激光(L1)的一部分波长转换后的荧光作为照明光(L2)加以发出的发光部(16)；将发光部(16)发出的照明光(L2)所含的激光(L1)和荧光加以混合的扩散板(18)。
文档编号F21V9/08GK102901016SQ20121024947
公开日2013年1月30日 申请日期2012年7月18日 优先权日2011年7月25日
发明者高桥幸司, 高平宜幸 申请人:夏普株式会社