JP2015028948A - Light emitting device - Google Patents

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    • F21S41/16—Laser light sources

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a light emitting device which can obtain a white point light source with high efficiency, and projects the obtained white illumination light with high efficiency, an illuminating device and a vehicular headlamp.SOLUTION: The light emitting device comprises: an excitation light source 2 which emits blue excitation light; and a light emission part 4 including phosphors emitting fluorescence by receiving the excitation light emitted from the excitation light source 2. The phosphors emit the fluorescence on an irradiation surface which is a surface irradiated with the excitation light. The light emission part 4 includes, in the irradiation surface, excitation light scattering bodies 61, as particles, which are different from the phosphors and scatter the excitation light applied to the irradiation surface. On the irradiation surface, the particles of the phosphors and the excitation light scattering bodies 61 are irradiated with the excitation light.

Description

本発明は、レーザ等の固体発光素子を励起光源として蛍光体を励起することによって白色を得る発光装置、照明装置、及び車両用前照灯に関する。   The present invention relates to a light emitting device, an illuminating device, and a vehicle headlamp that obtain white color by exciting a phosphor using a solid light emitting element such as a laser as an excitation light source.

近年、励起光源としてＬＥＤ（Light Emitting Diode）やＬＤ（Laser Diode）等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、蛍光体を含む発光部に照射して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 elements such as LEDs (Light Emitting Diodes) and LDs (Laser Diodes) are used as excitation light sources, and illumination light is generated by irradiating light-emitting parts including phosphors with excitation light generated from these excitation light sources Research has been conducted on light emitting devices.

このような発光装置に関する技術の例として特許文献１が開示されている。   Patent Document 1 is disclosed as an example of a technique related to such a light emitting device.

特許文献1の発光装置は、発光素子から射出される励起光を、レンズを介して光ファイバに入光させ、光ファイバの先端に備える蛍光物質に照射して、蛍光物質からの照明光を外部に放出するものである。ここで、励起光は、３５０ｎｍから５００ｎｍに発光ピークを有するレーザ光であることが好ましいとされている。   The light emitting device of Patent Document 1 allows excitation light emitted from a light emitting element to enter an optical fiber via a lens, irradiate a fluorescent material provided at the tip of the optical fiber, and emit illumination light from the fluorescent material to the outside To be released. Here, the excitation light is preferably laser light having an emission peak from 350 nm to 500 nm.

特開２００５−２０５１９５号公報（２００５年８月４日公開）Japanese Patent Laying-Open No. 2005-205195 (released on August 4, 2005)

しかしながら、特許文献１の技術は、蛍光物質において、励起光を入射する面とは反対側の面から蛍光を取り出す構成（以下、このタイプの発光装置を「透過型」と称する場合がある。）となっている。この構成にはメリットとデメリットがあるが、特に発光面積が小さな高輝度点光源を得ることが難しい点、特にこの光源を点光源として機能させ、超小型のリフレクタ等により白色光を投光する応用を考えた場合には超高輝度光源が必要となるが、その実現が難しい点が課題となる。   However, the technique of Patent Document 1 is a configuration in which fluorescence is extracted from a surface opposite to a surface on which excitation light is incident in a fluorescent material (hereinafter, this type of light-emitting device may be referred to as a “transmission type”). It has become. This configuration has advantages and disadvantages, but it is particularly difficult to obtain a high-intensity point light source with a small light emitting area, in particular, an application in which this light source functions as a point light source and white light is projected by an ultra-small reflector, etc. However, the problem is that it is difficult to achieve this.

すなわち、透過型の発光装置は、励起光を絞って発光部に照射したとしても、励起光は、励起光の照射される発光部の面である照射面から可視光が出射される発光部の出射面（照射面の対向面）まで進むうちに蛍光体により散乱されてしまう。その結果、透過型の発光装置では、散乱励起光および蛍光を出射する出射面の面積が拡大してしまうという問題がある。例えば、蛍光体を励起するための励起光源として集光されたレーザを用いた場合の最大のメリットは、小さな面積を励起することによって超高輝度の点光源を得ることができる点にある。   That is, even if the transmission type light emitting device squeezes the excitation light and irradiates the light emitting unit, the excitation light is emitted from the light emitting unit where the visible light is emitted from the irradiation surface that is the surface of the light emitting unit irradiated with the excitation light. While traveling to the emission surface (opposite surface of the irradiation surface), it is scattered by the phosphor. As a result, the transmission type light emitting device has a problem that the area of the exit surface from which scattered excitation light and fluorescence are emitted is enlarged. For example, the greatest merit when a focused laser is used as an excitation light source for exciting a phosphor is that a point light source having an extremely high brightness can be obtained by exciting a small area.

ここで「点光源」という用語を用いているが、これは、光学的に実質的に点光源として見なせるサイズまで光源サイズが小さいことを示している。光学系が比較的大きければ大きな光源でも実質的に点光源として扱える場合もあるが、光学系が非常に小さい場合には光源サイズが十分に小さくないと実質的に点光源として扱えなくなる。この、光学系のサイズに対して十分に小さな光源サイズを、本願では「点光源」と称している。
しかしながら、透過型により超高輝度の点光源を得る場合には解決されるべき課題がある。そのことを図２２により説明する。 Here, the term “point light source” is used, which indicates that the light source size is small enough to be optically substantially regarded as a point light source. If the optical system is relatively large, even a large light source may be practically handled as a point light source. However, if the optical system is very small, the light source size cannot be handled substantially as a point light source unless the light source size is sufficiently small. This light source size sufficiently small with respect to the size of the optical system is referred to as a “point light source” in the present application.
However, there is a problem to be solved when an ultra-high brightness point light source is obtained by the transmission type. This will be described with reference to FIG.

図２２は、透過型の発光装置において、励起光が発光部の内部で拡散される様子を示す概略図である。図２２に示すように、照射面に照射された励起光は、発光部内の蛍光体に衝突すると、一部は蛍光に変換されて様々な角度に放出され、一部は蛍光体の表面に衝突して様々な角度に散乱する。そして、散乱励起光および蛍光を出射する出射面における出射面積は、様々な角度に放出（散乱）された蛍光および散乱励起光の影響により、その面積が拡大する。   FIG. 22 is a schematic diagram illustrating a state in which excitation light is diffused inside a light emitting unit in a transmissive light emitting device. As shown in FIG. 22, when the excitation light irradiated on the irradiation surface collides with the phosphor in the light emitting portion, a part is converted into fluorescence and emitted at various angles, and a part collides with the surface of the phosphor. And scattered at various angles. The exit area on the exit surface from which the scattered excitation light and fluorescence are emitted is enlarged due to the influence of the fluorescence and scattered excitation light emitted (scattered) at various angles.

また、別の方法として、出射面の面積拡大を防ぐために、発光部のサイズを最初から小さくしておくという方法も考えられる。しかしながら、発光部上へのレーザの照射面積よりも実際の発光点のサイズが大きくなる点には変わりはない。   As another method, in order to prevent the area of the emission surface from being enlarged, a method of reducing the size of the light emitting portion from the beginning can be considered. However, there is no change in that the actual size of the light emission point becomes larger than the area of the laser beam on the light emitting portion.

本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、その目的は、高い効率で白色の点光源を得ることができ、得られた白色照明光を高い効率で投光することが可能な発光装置、照明装置、及び車両用前照灯を提供することにある。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to obtain a white point light source with high efficiency and to project the obtained white illumination light with high efficiency. An object is to provide a light emitting device, a lighting device, and a vehicle headlamp.

本発明の一態様に係る発光装置は、上記の課題を解決するために、白色光を出力可能な発光装置であって、青色の励起光を出射する励起光源と、上記励起光源から出射された励起光を受けて蛍光を発する蛍光体を含む発光部と、を備え、上記蛍光体は、上記励起光が照射される面である照射面において上記蛍光を発し、上記発光部は、上記照射面に照射された上記励起光を散乱する、上記蛍光体とは異なる励起光散乱体を粒子として上記照射面に含み、上記照射面において、上記蛍光体の粒子および上記励起光散乱体に上記励起光が照射される。   In order to solve the above-described problem, a light-emitting device according to one embodiment of the present invention is a light-emitting device that can output white light, and includes an excitation light source that emits blue excitation light and the excitation light source. A light-emitting unit including a phosphor that emits fluorescence upon receiving excitation light, and the phosphor emits the fluorescence on an irradiation surface that is a surface irradiated with the excitation light, and the light-emitting unit includes the irradiation surface. In the irradiation surface, the excitation light scatterer different from the phosphor, which scatters the excitation light irradiated on the particle, is included in the irradiation surface, and the excitation light is scattered on the phosphor particles and the excitation light scatterer on the irradiation surface. Is irradiated.

本発明の一態様に係る発光装置は、以上のように、白色光を出力可能な発光装置であって、青色の励起光を出射する励起光源と、上記励起光源から出射された励起光を受けて蛍光を発する蛍光体を含む発光部と、を備え、上記蛍光体は、上記励起光が照射される面である照射面において上記蛍光を発し、上記発光部は、上記照射面に照射された上記励起光を散乱する、上記蛍光体とは異なる励起光散乱体を粒子として上記照射面に含み、上記照射面において、上記蛍光体の粒子および上記励起光散乱体に上記励起光が照射される。   As described above, the light-emitting device according to one embodiment of the present invention is a light-emitting device that can output white light, and receives an excitation light source that emits blue excitation light and the excitation light emitted from the excitation light source. A light emitting unit including a phosphor that emits fluorescence, and the phosphor emits the fluorescence on an irradiation surface that is a surface irradiated with the excitation light, and the light emitting unit is irradiated on the irradiation surface. An excitation light scatterer that scatters the excitation light is included in the irradiation surface as particles different from the phosphor, and the excitation light is irradiated to the particles of the phosphor and the excitation light scatterer on the irradiation surface. .

本発明の一実施形態に係る照明装置の概略構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematic structure of the illuminating device which concerns on one Embodiment of this invention. パラボラミラーの回転放物面を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the paraboloid of a parabolic mirror. （ａ）はパラボラミラーの上面図、（ｂ）はパラボラミラーの正面図、（ｃ）はパラボラミラーの側面図である。(A) is a top view of a parabolic mirror, (b) is a front view of the parabolic mirror, and (c) is a side view of the parabolic mirror. 自動車におけるヘッドランプに適用した場合の配設方向を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the arrangement | positioning direction at the time of applying to the headlamp in a motor vehicle. 本発明の一実施例の照明装置を示す概略図である。It is the schematic which shows the illuminating device of one Example of this invention. 本発明の別の実施例の照明装置を示す概略図である。It is the schematic which shows the illuminating device of another Example of this invention. 本発明の別の実施例の照明装置を示す概略図である。It is the schematic which shows the illuminating device of another Example of this invention. 本発明の別の実施例の照明装置を示す概略図である。It is the schematic which shows the illuminating device of another Example of this invention. 本発明の別の実施例の照明装置を示す概略図である。It is the schematic which shows the illuminating device of another Example of this invention. 本発明の別の実施例の照明装置を示す概略図である。It is the schematic which shows the illuminating device of another Example of this invention. 本発明の別の実施例の照明装置を示す概略図である。It is the schematic which shows the illuminating device of another Example of this invention. 本発明の別の実施例の照明装置を示す概略図である。It is the schematic which shows the illuminating device of another Example of this invention. 本発明に係る発光部の実施例を示す概略図であり、（ａ）は発光部の断面模式図を、（ｂ）は蛍光部の拡大図を、（ｃ）は透明粒子部４ｂの拡大図である。It is the schematic which shows the Example of the light emission part which concerns on this invention, (a) is a cross-sectional schematic diagram of a light emission part, (b) is an enlarged view of a fluorescence part, (c) is an enlarged view of the transparent particle part 4b. It is. 本発明に係る発光部の他の実施例を示す概略図である。It is the schematic which shows the other Example of the light emission part which concerns on this invention. 本発明に係る発光部の他の実施例を示す概略図である。It is the schematic which shows the other Example of the light emission part which concerns on this invention. 発光部を載置する基板の発光部側の面に凹凸が形成されている様子を示す図である。It is a figure which shows a mode that the unevenness | corrugation is formed in the surface at the side of the light emission part of the board | substrate which mounts a light emission part. 本発明に係る発光部の他の実施例を示す概略図であり、（ａ）は、発光部の照射面が凹面形状である場合、（ｂ）は、発光部の照射面が平面形状である場合、（ｃ）は、発光部の照射面が凸面形状である場合の概略図をそれぞれ示す。It is the schematic which shows the other Example of the light emission part which concerns on this invention, (a) is the case where the irradiation surface of a light emission part is concave shape, (b) is the planar shape of the irradiation surface of a light emission part. In the case, (c) shows a schematic diagram in the case where the irradiation surface of the light emitting part has a convex shape. 発光部の照射面に対するレーザ光の入射角度と鏡面反射光の光強度との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the incident angle of the laser beam with respect to the irradiation surface of a light emission part, and the light intensity of specular reflected light. 発光部の照射面に対するレーザ光の入射角度を変えたときの配光特性を示す。The light distribution characteristic when the incident angle of the laser beam with respect to the irradiation surface of a light emission part is changed is shown. 発光部の照射面に対するレーザ光の入射角度が８０度の場合における、照射面の算術平均粗さ（Ｒａ）と反射光の光強度との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the arithmetic mean roughness (Ra) of an irradiation surface, and the light intensity of reflected light in case the incident angle of the laser beam with respect to the irradiation surface of a light emission part is 80 degree | times. 発光部の照射面に対するレーザ光の入射角度が８０度の場合における、照射面の最大高さ（Ｒｙ）と反射光の光強度との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the maximum height (Ry) of an irradiation surface, and the light intensity of reflected light in case the incident angle of the laser beam with respect to the irradiation surface of a light emission part is 80 degree | times. 従来の発光装置において、励起光が発光部の内部で拡散される様子を示す概略図である。In the conventional light-emitting device, it is the schematic which shows a mode that excitation light is spread | diffused inside the light emission part.

以下、図面を参照しつつ、本実施の形態に係る照明装置１等について説明する。以下の説明では、同一の部品および構成要素には同一の符号を付している。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。   Hereinafter, the lighting device 1 and the like according to the present embodiment will be described with reference to the drawings. In the following description, the same parts and components are denoted by the same reference numerals. Their names and functions are also the same. Therefore, detailed description thereof will not be repeated.

本発明の実施の一形態について図１等に基づいて説明すれば、以下のとおりである。   An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.

〔照明装置１の構成〕
図１は、本発明の一実施形態に係る照明装置１の概略構成を示す断面図である。図１に示すように、照明装置１は、レーザ素子（励起光源、半導体レーザ）２、レンズ３、発光部４、パラボラミラー（反射鏡）５、および金属ベース７を備えている。 [Configuration of Lighting Device 1]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a lighting device 1 according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the illumination device 1 includes a laser element (excitation light source, semiconductor laser) 2, a lens 3, a light emitting unit 4, a parabolic mirror (reflecting mirror) 5, and a metal base 7.

本願は、従来の課題を解決するために、つまり効率を大幅に向上させるために、以下の点に特徴がある。   The present application is characterized by the following points in order to solve the conventional problems, that is, to greatly improve the efficiency.

蛍光体を含む発光部において、励起用レーザを照射する側の面と蛍光を取り出す側の面とを同一としている。これにより、従来のように蛍光および散乱励起光の影響により発光面積が拡大する課題が解決され、より超高輝度の白色光源が得られるようになる。   In the light emitting unit including the phosphor, the surface on the side where the excitation laser is irradiated and the surface on the side where the fluorescence is extracted are the same. As a result, the problem that the emission area is enlarged due to the influence of fluorescence and scattered excitation light as in the prior art is solved, and a white light source with ultra-high brightness can be obtained.

その上で発光部における、レーザ光が照射されかつ蛍光が取り出される面に対向するようにミラー（反射鏡）が設けられている。これにより、射出された白色光をより効率的に一方向へ制御して投光することができるようになり、白色光の利用効率が大きく向上する。   In addition, a mirror (reflecting mirror) is provided so as to face the surface of the light emitting portion where the laser light is irradiated and the fluorescence is extracted. Thereby, the emitted white light can be more efficiently controlled and projected in one direction, and the utilization efficiency of the white light is greatly improved.

また本願では、励起用のレーザの波長として青色を選択し、蛍光体の励起に寄与せずに散乱された青色のレーザ光と蛍光体からの蛍光とを混合させることによって白色を得ている。これにより、レーザ光のエネルギーの利用効率が大きく向上する。   In the present application, blue is selected as the wavelength of the excitation laser, and white is obtained by mixing the blue laser light scattered without contributing to excitation of the phosphor and the fluorescence from the phosphor. Thereby, the utilization efficiency of the energy of the laser beam is greatly improved.

さらに、より好ましい構成として、発光部のレーザ照射面とは反対側の面が白色光の出力に直接的に関与していないことから、レーザ照射面とは反対側の面の全体に亘って熱伝導率の高い金属によるヒートシンクを設けることができる。これにより、発光部で発生する熱を効率的に廃熱することができ、レーザによる強励起状態でも蛍光の発光効率の低下が生じない。また、発光部を透過してしまった励起用レーザ光も金属面で反射させて再利用することができるようになるため、レーザ光のエネルギーの利用効率が高くなる。特に平坦な金属面に薄い蛍光体が設けられた点が本願の構成上の特徴である。   Furthermore, as a more preferable configuration, since the surface opposite to the laser irradiation surface of the light emitting part is not directly involved in the output of white light, the entire surface opposite to the laser irradiation surface is heated. A heat sink made of a metal having high conductivity can be provided. Thereby, the heat generated in the light emitting part can be efficiently wasted, and the light emission efficiency of the fluorescence does not decrease even in the strong excitation state by the laser. In addition, since the excitation laser light that has passed through the light emitting portion can be reflected by the metal surface and reused, the energy utilization efficiency of the laser light is increased. A feature of the present application is that a thin phosphor is provided on a flat metal surface.

以下、各部について、その構成例を示す。   Hereinafter, an example of the configuration of each unit will be shown.

（レーザ素子２）
レーザ素子２は、励起光を出射する励起光源として機能する発光素子である。このレーザ素子２は、複数設けられていてもよい。この場合、複数のレーザ素子２のそれぞれから励起光としてのレーザ光が発振される。レーザ素子２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、複数のレーザ素子２を用いる方が容易である。 (Laser element 2)
The laser element 2 is a light emitting element that functions as an excitation light source that emits excitation light. A plurality of laser elements 2 may be provided. In this case, laser light as excitation light is oscillated from each of the plurality of laser elements 2. Although only one laser element 2 may be used, it is easier to use a plurality of laser elements 2 in order to obtain a high-power laser beam.

レーザ素子２は、１チップに１つの発光点を有するものであってもよく、１チップに複数の発光点を有するものであってもよい。レーザ素子２のレーザ光の波長は、例えば、４５０ｎｍ（青色）であるが、４２０ｎｍ〜４９０ｎｍの青色領域の波長のレーザを選択することができ、また発光部４に含める蛍光体の種類に応じて適宜選択されればよい。（本願では４２０ｎｍ以上４９０ｎｍ以下の波長範囲を「青色」と定義する）
（レンズ３）
レンズ３は、レーザ素子２から出射したレーザ光が発光部４に適切に照射されるように、当該レーザ光の照射範囲を調節（例えば、拡大）するためのレンズであり、レーザ素子２のそれぞれに配設されている。 The laser element 2 may have one light emitting point on one chip, or may have a plurality of light emitting points on one chip. The wavelength of the laser light of the laser element 2 is, for example, 450 nm (blue), but a laser having a wavelength in the blue region of 420 nm to 490 nm can be selected, and depending on the type of phosphor included in the light emitting unit 4 What is necessary is just to select suitably. (In this application, the wavelength range from 420 nm to 490 nm is defined as “blue”)
(Lens 3)
The lens 3 is a lens for adjusting (for example, enlarging) the irradiation range of the laser beam so that the laser beam emitted from the laser device 2 is appropriately irradiated to the light emitting unit 4. It is arranged.

（発光部４）
発光部４は、レーザ素子２から出射されたレーザ光を受けて蛍光を発するものであり、レーザ光を受けて発光する蛍光体を含んでいる。具体的には、発光部４は、封止材の内部に蛍光体が分散されているもの、または蛍光体を固めたものである。発光部４は、レーザ光を蛍光に変換するため、波長変換素子であると言える。 (Light emitting part 4)
The light emitting unit 4 emits fluorescence upon receiving the laser light emitted from the laser element 2, and includes a phosphor that emits light upon receiving the laser light. Specifically, the light emitting unit 4 is one in which a phosphor is dispersed inside a sealing material, or a phosphor is solidified. The light emitting unit 4 can be said to be a wavelength conversion element because it converts laser light into fluorescence.

この発光部４は、金属ベース７の上かつパラボラミラー５のほぼ焦点位置に配置されている。そのため、発光部４から出射した蛍光は、パラボラミラー５の反射曲面に反射することで、その光路が制御される。   The light emitting unit 4 is disposed on the metal base 7 and at a substantially focal position of the parabolic mirror 5. Therefore, the fluorescence emitted from the light emitting unit 4 is reflected on the reflection curved surface of the parabolic mirror 5 so that the optical path is controlled.

発光部４の蛍光体として、例えば、酸窒化物系蛍光体（例えば、サイアロン蛍光体）またはＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体ナノ粒子蛍光体（例えば、インジュウムリン：ＩｎＰ）を用いることができる。これらの蛍光体は、レーザ素子２から発せられた高い出力（および／または光密度）のレーザ光に対しての熱耐性が高く、レーザ照明光源に最適である。ただし、発光部４の蛍光体は、上述のものに限定されず、窒化物蛍光体など、その他の蛍光体であってもよい。   As the phosphor of the light emitting unit 4, for example, an oxynitride phosphor (for example, sialon phosphor) or a III-V group compound semiconductor nanoparticle phosphor (for example, indium phosphorus: InP) can be used. These phosphors have high heat resistance against high-power (and / or light density) laser light emitted from the laser element 2, and are optimal for laser illumination light sources. However, the phosphor of the light emitting unit 4 is not limited to the above-described phosphor, and may be another phosphor such as a nitride phosphor.

例えば、黄色の蛍光体（または緑色および赤色の蛍光体）を発光部４に含め、４５０ｎｍ（青色）近傍のレーザ光（本願では４２０ｎｍ以上４９０ｎｍ以下の波長範囲）を照射することでも白色光が得られる。   For example, white light can also be obtained by including a yellow phosphor (or green and red phosphor) in the light emitting section 4 and irradiating laser light in the vicinity of 450 nm (blue) (in this application, a wavelength range of 420 nm to 490 nm). It is done.

発光部４の封止材は、例えば、ガラス材（無機ガラス、有機無機ハイブリッドガラス）、シリコーン樹脂等の樹脂材料である。ガラス材として低融点ガラスを用いてもよい。封止材は、透明性の高いものが好ましく、レーザ光が高出力の場合には、耐熱性の高いものが好ましい。   The sealing material of the light emitting unit 4 is, for example, a resin material such as a glass material (inorganic glass or organic-inorganic hybrid glass) or a silicone resin. Low melting glass may be used as the glass material. The sealing material is preferably highly transparent, and when the laser beam has a high output, a material having high heat resistance is preferable.

蛍光体を半導体レーザ等で励起することによって白色光を得る場合、種々の励起波長と種々の蛍光体材料との組み合わせが想定される。しかしながら、次のように白色光を得ることもできる。つまり、励起光源として青色光を用いて蛍光体を励起し、蛍光体からの蛍光を照明光の光成分として利用する。そして、蛍光体の励起に寄与しなかった青色光の成分も散乱させることによって照明光の光成分として活用し、散乱された青色光と蛍光体からの蛍光とを混合することによって白色光を得る。このようにして得られる白色光を白色照明光として用いることにより、高効率に白色照明を得ることができる。本願発明者らの検討では、この時に、発光部において励起光を照射した面から蛍光と散乱された青色光を取り出すことで、より高い効率に白色光が得られることを見出したものである。   When white light is obtained by exciting a phosphor with a semiconductor laser or the like, combinations of various excitation wavelengths and various phosphor materials are assumed. However, white light can also be obtained as follows. That is, the phosphor is excited using blue light as the excitation light source, and the fluorescence from the phosphor is used as the light component of the illumination light. Then, the blue light component that has not contributed to the excitation of the phosphor is also scattered as a light component of the illumination light, and white light is obtained by mixing the scattered blue light and the fluorescence from the phosphor. . By using the white light thus obtained as white illumination light, white illumination can be obtained with high efficiency. The inventors of the present application have found that, at this time, white light can be obtained with higher efficiency by extracting blue light scattered with fluorescence from the surface irradiated with excitation light in the light emitting portion.

（パラボラミラー５）
パラボラミラー５は、発光部４が発生させた蛍光を反射し、所定の立体角内を進む光線束（照明光）を形成する。このパラボラミラー５は、例えば、金属薄膜がその表面に形成された部材であってもよいし、金属製の部材であってもよい。 (Parabolic mirror 5)
The parabolic mirror 5 reflects the fluorescence generated by the light emitting unit 4 and forms a light bundle (illumination light) that travels within a predetermined solid angle. The parabolic mirror 5 may be, for example, a member having a metal thin film formed on the surface thereof or a metal member.

図２は、パラボラミラー５の回転放物面を示す概念図であり、図３（ａ）はパラボラミラー５の上面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図である。図３（ａ）〜（ｃ）は、説明図面をわかりやすく例示するよう直方体の部材の内部をくり抜くことでパラボラミラー５を形成した例を示している。   2 is a conceptual diagram showing a paraboloid of the parabolic mirror 5, FIG. 3 (a) is a top view of the parabolic mirror 5, (b) is a front view, and (c) is a side view. 3A to 3C show an example in which the parabolic mirror 5 is formed by hollowing out the inside of a rectangular parallelepiped member so as to illustrate the explanatory drawings in an easy-to-understand manner.

図２に示すように、パラボラミラー５は、放物線の対称軸を回転軸として当該放物線を回転させることによって形成される曲面（放物曲面）を、上記回転軸を含む平面で切断することによって得られる部分曲面の少なくとも一部をその反射面に含んでいる。図３（ａ）および（ｃ）において、符号５ａで示す曲線が放物曲面を示している。また、図３（ｂ）に示すように、パラボラミラー５を正面から見た場合、その開口部５ｂ（照明光の出口）は半円である。   As shown in FIG. 2, the parabolic mirror 5 is obtained by cutting a curved surface (parabolic curved surface) formed by rotating the parabola around the axis of symmetry of the parabola with a plane including the rotational axis. The partial curved surface is at least partially included in the reflecting surface. 3A and 3C, the curve indicated by reference numeral 5a indicates a parabolic surface. As shown in FIG. 3B, when the parabolic mirror 5 is viewed from the front, the opening 5b (exit of illumination light) is a semicircle.

このような形状のパラボラミラー５が、発光部４の、側面よりも面積の広い上面に対向するようにその一部が配置されている。すなわち、パラボラミラー５は、発光部４の上面を覆う位置（レーザ光が照射される発光部４の面である照射面側）に配置されている。別の観点から説明すれば、発光部４の側面の一部は、パラボラミラー５の開口部５ｂの方向を向いている。   Part of the parabolic mirror 5 having such a shape is disposed so as to face the upper surface of the light emitting unit 4 having a larger area than the side surface. That is, the parabolic mirror 5 is disposed at a position covering the upper surface of the light emitting unit 4 (on the irradiation surface side that is the surface of the light emitting unit 4 irradiated with laser light). If it demonstrates from another viewpoint, a part of side surface of the light emission part 4 has faced the direction of the opening part 5b of the parabolic mirror 5. FIG.

発光部４とパラボラミラー５との位置関係を上述のものにすることで、発光部４の蛍光を所定の立体角内に効率的に投光することができ、その結果、蛍光の利用効率を高めることができる。   By making the positional relationship between the light emitting unit 4 and the parabolic mirror 5 as described above, it is possible to efficiently project the fluorescence of the light emitting unit 4 within a predetermined solid angle. Can be increased.

なお、ミラーは必ずしもパラボラである必要はなく、照明装置の目的に応じて適宜選択することができる。例えば、ミラーは、楕円ミラーであってもよい。また、ミラーは、任意の配光を作ることができるマルチファセットミラー、あるいは自由曲面ミラーとすることもできる。   Note that the mirror is not necessarily a parabola, and can be appropriately selected according to the purpose of the illumination device. For example, the mirror may be an elliptical mirror. The mirror can also be a multi-faceted mirror or a free-form surface mirror that can create an arbitrary light distribution.

また、レーザ素子２は、パラボラミラー５の外部に配置されており、パラボラミラー５には、レーザ光を透過または通過させる窓部６が形成されている。この窓部６は、開口部であってもよいし、レーザ光を透過可能な透明部材を含むものであってもよい。例えば、レーザ光を透過し、白色光（発光部４の蛍光）を反射するフィルターを設けた透明板を窓部６として設けてもよい。この構成では、発光部４の蛍光が窓部６から漏れることを防止できる。   The laser element 2 is disposed outside the parabolic mirror 5, and the parabolic mirror 5 is formed with a window portion 6 that transmits or passes the laser light. The window 6 may be an opening or may include a transparent member that can transmit laser light. For example, a transparent plate provided with a filter that transmits laser light and reflects white light (fluorescence of the light emitting section 4) may be provided as the window section 6. In this configuration, the fluorescence of the light emitting unit 4 can be prevented from leaking from the window unit 6.

窓部６は、複数のレーザ素子２に共通のものが１つ設けられていてもよいし、各レーザ素子２に対応した複数の窓部６が設けられていてもよい。   One common window portion 6 may be provided for the plurality of laser elements 2, or a plurality of window portions 6 corresponding to the respective laser elements 2 may be provided.

なお、パラボラミラー５の一部にパラボラではない部分を含めてもよい。また、本発明の発光装置が有する反射鏡は、閉じた円形の開口部を有するパラボラミラーまたはその一部を含むものであってもよい。また、上記反射鏡は、パラボラミラーに限定されず、楕円面ミラーや半球面ミラーであってもよい。すなわち、上記反射鏡は、回転軸を中心として図形（楕円、円、放物線）を回転させることによって形成される曲面の少なくとも一部をその反射面に含んでいるものであればよい。   A part that is not a parabola may be included in a part of the parabola mirror 5. Moreover, the reflecting mirror included in the light emitting device of the present invention may include a parabolic mirror having a closed circular opening or a part thereof. The reflecting mirror is not limited to a parabolic mirror, and may be an elliptical mirror or a hemispherical mirror. That is, the reflecting mirror only needs to include at least a part of a curved surface formed by rotating a figure (ellipse, circle, parabola) about the rotation axis on the reflecting surface.

そして、本願発明者らは、以下の点を見出した。   The inventors of the present application have found the following points.

つまり、励起光源として青色光を用いて蛍光体を励起し、蛍光体からの蛍光を照明光の光成分として利用する。そして、蛍光体の励起に寄与しなかった青色光の成分も散乱させることによって照明光の光成分として活用し、散乱された青色光と蛍光体からの蛍光とを混合することによって得られる白色光を白色照明光として用いる。さらに、発光部において励起光を照射した面から蛍光と散乱された青色光とを取り出すことにより高効率に白色光を得る。そして、この白色光をパラボラ等の形状のミラーを用いて投光する場合に、発光部において励起光を照射した面に対向するようにミラーが設置される構成が効率良く白色光を投光することができる。その結果、この構成が、照明装置として好適であることを本願発明者らは見出した。このとき、ミラーは、特にパラボラ形状であることが好ましい。   That is, the phosphor is excited using blue light as the excitation light source, and the fluorescence from the phosphor is used as the light component of the illumination light. And the white light obtained by mixing the scattered blue light and the fluorescent light from the phosphor by utilizing the light component of the illumination light by scattering the blue light component that did not contribute to the excitation of the phosphor. Is used as white illumination light. Furthermore, white light is obtained with high efficiency by extracting fluorescence and scattered blue light from the surface irradiated with excitation light in the light emitting portion. When this white light is projected using a mirror such as a parabola, the configuration in which the mirror is installed so as to face the surface irradiated with the excitation light in the light emitting unit efficiently projects the white light. be able to. As a result, the present inventors have found that this configuration is suitable as a lighting device. At this time, the mirror is particularly preferably parabolic.

（金属ベース７）
金属ベース７は、発光部４を支持する板状の支持部材であり、金属（例えば、銅や鉄）からなっている。それゆえ、金属ベース７は熱伝導性が高く、発光部４の発熱を効率的に放熱することができる。なお、発光部４を支持する部材は、金属以外の熱伝導性が高い物質（ガラス、サファイアなど）を含む部材でもよいが、熱伝導率が高い金属であることがより好ましい。ただし、発光部４と当接する金属ベース７の表面は反射面として機能することが好ましい。上記表面が反射面であることにより、発光部４の上面から入射したレーザ光が蛍光に変換された後に、当該反射面で反射させてパラボラミラー５へ向かわせることができる。または、発光部４の上面から入射したレーザ光を上記反射面で反射させて、再度発光部４の内部に向かわせて蛍光に変換することができる。 (Metal base 7)
The metal base 7 is a plate-like support member that supports the light emitting unit 4 and is made of metal (for example, copper or iron). Therefore, the metal base 7 has high thermal conductivity, and can efficiently dissipate heat generated by the light emitting unit 4. In addition, although the member which supports the light emission part 4 may be a member containing substances (glass, sapphire, etc.) with high heat conductivity other than a metal, it is more preferable that it is a metal with high heat conductivity. However, it is preferable that the surface of the metal base 7 in contact with the light emitting unit 4 functions as a reflecting surface. Since the surface is a reflecting surface, the laser light incident from the upper surface of the light emitting unit 4 is converted into fluorescence, and then reflected by the reflecting surface and can be directed to the parabolic mirror 5. Alternatively, the laser light incident from the upper surface of the light emitting unit 4 can be reflected by the reflecting surface and again directed to the inside of the light emitting unit 4 to be converted into fluorescence.

金属ベース７は、パラボラミラー５によって覆われているため、金属ベース７は、パラボラミラー５の反射曲面（放物曲面）と対向する面を有していると言える。金属ベース７の発光部４が設けられている側の表面は、パラボラミラー５の回転放物面の回転軸と概ね平行であり、当該回転軸を概ね含んでいることが好ましい。   Since the metal base 7 is covered with the parabolic mirror 5, it can be said that the metal base 7 has a surface facing the reflection curved surface (parabolic curved surface) of the parabolic mirror 5. It is preferable that the surface of the metal base 7 on the side where the light emitting unit 4 is provided is substantially parallel to the rotation axis of the paraboloid of the parabolic mirror 5 and substantially includes the rotation axis.

（フィン８）
フィン８は、金属ベース７を冷却する冷却部（放熱機構）として機能する。このフィン８は、複数の放熱板を有するものであり、大気との接触面積を増加させることにより放熱効率を高めている。金属ベース７を冷却する冷却部は、冷却（放熱）機能を有するものであればく、ヒートパイプ、水冷方式や、空冷方式のものであってもよい。 (Fin 8)
The fin 8 functions as a cooling unit (heat dissipation mechanism) that cools the metal base 7. The fin 8 has a plurality of heat radiating plates, and increases the heat radiation efficiency by increasing the contact area with the atmosphere. The cooling unit that cools the metal base 7 may have a cooling (heat radiation) function, and may be a heat pipe, a water cooling method, or an air cooling method.

そして、本願発明者らは、以下の点を見出した。   The inventors of the present application have found the following points.

つまり、励起光源として青色光を用いて蛍光体を励起し、蛍光体からの蛍光を照明光の光成分として利用する。そして、蛍光体の励起に寄与しなかった青色光の成分も散乱させることによって照明光の光成分として活用し、散乱された青色光と蛍光体からの蛍光とを混合することによって得られる白色光を白色照明光として用いる。さらに、発光部において励起光を照射した面から蛍光と散乱された青色光とを取り出すことにより高効率に白色光を得る。そして、この高効率の白色光源においては、励起光を照射した面とは反対側の面に平坦な金属の部材を配置することにより、蛍光体からの熱を効果的に廃熱することができ、高励起状態であっても高い効率を維持することができる。本願発明者らは、この点を見出した。   That is, the phosphor is excited using blue light as the excitation light source, and the fluorescence from the phosphor is used as the light component of the illumination light. And the white light obtained by mixing the scattered blue light and the fluorescent light from the phosphor by utilizing the light component of the illumination light by scattering the blue light component that did not contribute to the excitation of the phosphor. Is used as white illumination light. Furthermore, white light is obtained with high efficiency by extracting fluorescence and scattered blue light from the surface irradiated with excitation light in the light emitting portion. In this high-efficiency white light source, by arranging a flat metal member on the surface opposite to the surface irradiated with the excitation light, the heat from the phosphor can be effectively wasted. High efficiency can be maintained even in a highly excited state. The present inventors have found this point.

このように、上記構成とすることにより、特に効率的に発光する高輝度の白色点光源を得ることができるとともに、その白色光を効率的に投光することが可能となる。   Thus, with the above-described configuration, a high-intensity white point light source that emits light particularly efficiently can be obtained, and the white light can be efficiently projected.

〔ヘッドランプ１の配設方法〕
図４は、この照明装置を自動車用前照灯(ヘッドランプ)に適用した場合の、ヘッドランプの配設方向を示す概念図である。図４に示すように、ヘッドランプは、パラボラミラー５が鉛直下側に位置するように自動車１０のヘッドに配設されてもよい。この配設方法では、上述のパラボラミラー５の投光特性により、自動車１０の正面が明るく照らされるとともに、自動車１０の前方下側がぼんやりと明るくなる。 [Method of disposing headlamp 1]
FIG. 4 is a conceptual diagram showing the direction in which the headlamps are arranged when this lighting device is applied to an automotive headlamp (headlamp). As shown in FIG. 4, the headlamp may be disposed on the head of the automobile 10 so that the parabolic mirror 5 is positioned vertically downward. In this arrangement method, the front surface of the automobile 10 is brightly illuminated and the front lower side of the automobile 10 is dimly brightened due to the light projection characteristics of the parabolic mirror 5 described above.

なお、ヘッドランプを自動車用の走行用前照灯（ハイビーム）に適用してもよいし、すれ違い用前照灯（ロービーム）に適用してもよい。また、自動車１０の走行中に、走行状態に応じて、発光部４の照射面に照射されるレーザ光の光強度分布の制御を行ってよい。これにより、自動車１０の走行中に任意の投光パターンにより投光することができ、ユーザの利便性を高めることができる。   The headlamp may be applied to a traveling headlamp (high beam) for an automobile, or may be applied to a passing headlamp (low beam). Further, while the automobile 10 is traveling, the light intensity distribution of the laser light irradiated on the irradiation surface of the light emitting unit 4 may be controlled according to the traveling state. Thereby, it can project with an arbitrary projection pattern during driving | running | working of the motor vehicle 10, and a user's convenience can be improved.

〔本発明の適用例〕
本発明の発光装置は、車両用前照灯のみならず、その他の照明装置に適用されてもよい。本発明の照明装置は、車両以外の移動物体（例えば、人間・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、サーチライト、プロジェクタ、ダウンライト以外の室内照明器具（スタンドランプなど）として実現されてもよい。 [Application example of the present invention]
The light emitting device of the present invention may be applied not only to a vehicle headlamp but also to other lighting devices. The lighting device of the present invention may be realized as a headlamp of a moving object other than a vehicle (for example, a human, a ship, an aircraft, a submersible, a rocket, etc.), or an indoor lighting device other than a searchlight, a projector, or a downlight (Stand lamp etc.) may be realized.

〔照明装置の実施例〕
次に、本発明のより具体的な照明装置の実施例について図５等に基づいて説明する。なお、上記の部材と同様の部材には同様の符号を付し、その説明を省略する。また、ここに記載された材質、形状、および各種の数値は、あくまで一例であり、本発明を限定するものではない。 [Example of lighting apparatus]
Next, a more specific embodiment of the lighting device according to the present invention will be described with reference to FIG. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the member similar to said member, and the description is abbreviate | omitted. Moreover, the material, shape, and various numerical values described here are merely examples, and do not limit the present invention.

〔照明装置の実施例１〕
図５は、本発明の一実施例の照明装置２０を示す概略図である。図５に示すように、照明装置２０は、複数のレーザ素子２、発光部４、パラボラミラー５、金属ベース７、フィン８、反射ミラー１４ａ・１４ｂ・１４ｃ・１４ｄ、および立上ミラー５０を備えている。 [Example 1 of lighting apparatus]
FIG. 5 is a schematic diagram showing an illumination device 20 according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 5, the illumination device 20 includes a plurality of laser elements 2, a light emitting unit 4, a parabolic mirror 5, a metal base 7, fins 8, reflection mirrors 14 a, 14 b, 14 c, and 14 d, and a rising mirror 50. ing.

レーザ素子２のレーザ光の出射端部から出射されるレーザ光は、立上ミラー５０により反射ミラー１４ａに向かって立ち上げられる（反射される）。そして、反射ミラー１４ａで反射したレーザ光は、その後、反射ミラー１４ｂ、反射ミラー１４ｃ、および反射ミラー１４ｄで反射され、発光部４に導かれる。なお、本実施例では、反射ミラーの数量は４つであるが、レーザ素子２や発光部４の位置などによって、５つ以上、または３つ以下で設けられる構成により実現されてよい。   The laser light emitted from the laser light emitting end of the laser element 2 is raised (reflected) by the rising mirror 50 toward the reflecting mirror 14a. The laser light reflected by the reflection mirror 14 a is then reflected by the reflection mirror 14 b, the reflection mirror 14 c, and the reflection mirror 14 d and guided to the light emitting unit 4. In the present embodiment, the number of reflection mirrors is four, but may be realized by a configuration in which five or more or three or less are provided depending on the position of the laser element 2 or the light emitting unit 4.

（レーザ素子２の詳細）
レーザ素子２は、４５０ｎｍのレーザ光を出射する１Ｗ出力のものであり、合計６個設けられている。そのため、レーザ光の総出力は６Ｗとなる。 (Details of laser element 2)
The laser element 2 has 1 W output for emitting 450 nm laser light, and a total of six laser elements are provided. Therefore, the total output of the laser beam is 6W.

（発光部４の詳細）
発光部４は、白色で発光するように、２種類の蛍光体が混合されている。赤色蛍光体ＣａＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ、緑色蛍光体β−ＳｉＡｌＯＮ：Ｅｕである。これら蛍光体の粉末が焼結されて固められている。 (Details of the light emitting unit 4)
The light emitting unit 4 is a mixture of two types of phosphors so as to emit white light. The red phosphor CaAlSiN 3 : Eu and the green phosphor β-SiAlON: Eu. These phosphor powders are sintered and hardened.

発光部４の形状は、例えば、直径２ｍｍで、厚さ０．２ｍｍの円盤状である。   The shape of the light emitting unit 4 is, for example, a disk shape having a diameter of 2 mm and a thickness of 0.2 mm.

（パラボラミラー５の詳細）
パラボラミラー５の開口部５ｂは、例えば半径１５ｍｍの半円であり、パラボラミラー５の奥行きは例えば３０ｍｍである。発光部４は、パラボラミラー５のほぼ焦点位置に配置されている。また、蛍光の分布はランバーシアン分布となり、全光束は２０００ｌｍである。 (Details of Parabolic Mirror 5)
The opening 5b of the parabolic mirror 5 is, for example, a semicircle having a radius of 15 mm, and the depth of the parabolic mirror 5 is, for example, 30 mm. The light emitting unit 4 is disposed at a substantially focal position of the parabolic mirror 5. Further, the fluorescence distribution is a Lambertian distribution, and the total luminous flux is 2000 lm.

(金属ベース７の詳細)
金属ベース７は、銅からなるものであり、発光部４が配置される側の表面にアルミニウムが蒸着されている。その側面には、フィン８が設けられている。なお、金属ベース７とフィン８とは、一体として形成されていてもよい。また、フィン８は、必ずしも必要ではない。 (Details of metal base 7)
The metal base 7 is made of copper, and aluminum is vapor-deposited on the surface on the side where the light emitting unit 4 is disposed. Fins 8 are provided on the side surfaces. Note that the metal base 7 and the fins 8 may be integrally formed. Moreover, the fin 8 is not necessarily required.

なお、図５に示す照明装置２０は、例えば図６に示すように部品点数を減らしてよりコンパクトにすることもできる。つまり、図６の照明装置２５は、反射ミラーの角度、配置を変更することにより、反射ミラーの数量を３つにしている。つまり、図５の照明装置２０では４つ必要であった反射ミラーの数量が３つに軽減している。このように、反射装置の構成を変えることにより、部品点数を減らしてコンパクト化を図ることも可能である。   In addition, the illuminating device 20 shown in FIG. 5 can also be made more compact by reducing the number of parts, for example, as shown in FIG. That is, the illumination device 25 in FIG. 6 has three reflection mirrors by changing the angle and arrangement of the reflection mirrors. In other words, the number of reflecting mirrors, which is required in the lighting device 20 of FIG. 5, is reduced to three. In this way, by changing the configuration of the reflection device, it is possible to reduce the number of parts and achieve compactness.

〔照明装置の実施例２〕
図７は、本発明の別の実施例の照明装置２１を示す概略図である。図７に示すように、照明装置２１は、複数のレーザ素子２、発光部４、パラボラミラー５、金属ベース７、フィン８、反射ミラー１４、および立上ミラー５０を備えている。 [Example 2 of lighting apparatus]
FIG. 7 is a schematic view showing an illumination device 21 according to another embodiment of the present invention. As shown in FIG. 7, the illumination device 21 includes a plurality of laser elements 2, a light emitting unit 4, a parabolic mirror 5, a metal base 7, a fin 8, a reflecting mirror 14, and a rising mirror 50.

実施例１との大きな違いは、反射ミラーの数量が１つのみであり、反射ミラー１４により反射されるレーザ光が、パラボラミラー５に設けられた窓部６を通って発光部４に導かれる点にある。   The major difference from the first embodiment is that the number of reflection mirrors is only one, and the laser light reflected by the reflection mirror 14 is guided to the light emitting section 4 through the window section 6 provided in the parabolic mirror 5. In the point.

このように、立上ミラー５０から反射ミラー１４に反射されるレーザ光の方向等によって、実施例１とは異なる構成で照明装置２１を実現することができる。   Thus, the illumination device 21 can be realized with a configuration different from that of the first embodiment, depending on the direction of the laser light reflected from the upright mirror 50 to the reflection mirror 14 and the like.

〔照明装置の実施例３〕
図８は、本発明の別の実施例の照明装置２２を示す概略図である。図８に示すように、照明装置２２は、レーザ素子２、発光部４、パラボラミラー５、金属ベース７、およびフィン８を備えている。 [Example 3 of lighting apparatus]
FIG. 8 is a schematic view showing a lighting device 22 according to another embodiment of the present invention. As shown in FIG. 8, the illumination device 22 includes a laser element 2, a light emitting unit 4, a parabolic mirror 5, a metal base 7, and fins 8.

先述の実施例との大きな違いは、レーザ素子２が単数であり、そのため、反射ミラー１４を用いることなく、レーザ素子２から発光部４に対して直接レーザ光を照射している点にある。なお、パラボラミラー５には図示しない窓部６が形成されており、レーザ光は、その窓部６を通って発光部４に導かれる。また、レーザ素子２が単数であるため、全光束は２５０ｌｍとなり、先の実施例の場合よりも光束が低下する。   The major difference from the above-described embodiment is that the laser element 2 is singular, and therefore the laser element 2 directly irradiates the light emitting unit 4 with laser light without using the reflection mirror 14. The parabolic mirror 5 has a window 6 (not shown), and the laser beam is guided to the light emitting unit 4 through the window 6. Further, since the laser element 2 is single, the total luminous flux is 250 lm, and the luminous flux is lower than that in the previous embodiment.

〔照明装置の実施例４〕
図９は、本発明の別の実施例の照明装置２３を示す概略図である。図９に示すように、照明装置２３は、レーザ素子２、発光部４、パラボラミラー５、金属ベース７、およびフィン８を備えている。 [Example 4 of lighting apparatus]
FIG. 9 is a schematic view showing an illumination device 23 according to another embodiment of the present invention. As shown in FIG. 9, the illumination device 23 includes a laser element 2, a light emitting unit 4, a parabolic mirror 5, a metal base 7, and fins 8.

実施例３との大きな違いは、発光部４が金属ベース７に対して一定の角度を有している点にある。照明装置２３では、この構成により、図８と比較してレーザ光をより水平に近い角度で導入することができるようになる。このため、パラボラミラーの後部の体積を小さくすることができ、システム全体を軽量・コンパクトに設計することができる。また、パラボラミラーの開口部から内部を肉眼で覗き込んだ場合にも発光部においてレーザ光の当たっている最も輝度が高い部分を直接目にすることはないため、網膜障害等が発生しない安全面の利点もある。   A major difference from the third embodiment is that the light emitting unit 4 has a certain angle with respect to the metal base 7. With this configuration, the illumination device 23 can introduce laser light at an angle closer to the horizontal than in FIG. For this reason, the volume of the rear part of the parabolic mirror can be reduced, and the entire system can be designed to be lightweight and compact. In addition, even when the inside of the parabolic mirror is looked into with the naked eye, the light emitting part does not directly see the brightest part that is exposed to the laser beam. There are also advantages.

なお、図８、図９に示す構成は、例えば図１０のように発光体に対するヒートシンクとレーザ素子に対するヒートシンクを兼ねる照明装置２６とすることもできる。この場合、さらなる小型化を実現することができる。このように、ヒートシンクを兼ねた構成は、図１１のようにレーザ素子が複数個の場合（照明装置２７）でも適用可能である。   The configuration shown in FIGS. 8 and 9 can also be a lighting device 26 that doubles as a heat sink for the light emitter and a heat sink for the laser element as shown in FIG. 10, for example. In this case, further downsizing can be realized. In this manner, the configuration that also serves as the heat sink can be applied even when there are a plurality of laser elements (illumination device 27) as shown in FIG.

〔照明装置の実施例５〕
図１２は、本発明の別の実施例の照明装置２４を示す概略図である。図１２に示すように、照明装置２４は、レーザ素子２、発光部４、複合ミラー５５、金属ベース７、およびフィン８を備えている。 [Example 5 of lighting apparatus]
FIG. 12 is a schematic view showing a lighting device 24 according to another embodiment of the present invention. As shown in FIG. 12, the illumination device 24 includes a laser element 2, a light emitting unit 4, a composite mirror 55, a metal base 7, and fins 8.

実施例３との大きな違いは、複合ミラー５５の形状にある。複合ミラー５５は、パラボラミラー５５ａと楕円面ミラー５５ｂとが複合されてなる。具体的には、複合ミラー５５は、パラボラミラー５の一部（パラボラミラー５の開口部とは反対側）が楕円面ミラー５５ｂで構成されている。   The major difference from the third embodiment is the shape of the composite mirror 55. The composite mirror 55 is formed by combining a parabolic mirror 55a and an ellipsoidal mirror 55b. Specifically, in the composite mirror 55, a part of the parabolic mirror 5 (the side opposite to the opening of the parabolic mirror 5) is configured by an elliptical mirror 55b.

これにより、照明装置２４は、発光部４上に、パラボラミラー５５ａによる焦点位置Ｐ１および楕円面ミラー５５ｂによる焦点位置Ｐ２という２つの焦点位置を有することができる。そして、レーザ光を焦点位置Ｐ１に照射すると、複合ミラー５５で反射する光を集光させることができ、レーザ光を焦点位置Ｐ２に照射すると、複合ミラー５５で反射する光を拡散させることができる。つまり照明装置２４は、複合ミラー５５を備えることいより焦点位置を複数持つことができ、それにより投光特性を変更することができる。   Thereby, the illuminating device 24 can have two focal positions on the light emitting unit 4, that is, a focal position P <b> 1 by the parabolic mirror 55 a and a focal position P <b> 2 by the ellipsoidal mirror 55 b. When the laser beam is irradiated on the focal position P1, the light reflected by the composite mirror 55 can be condensed, and when the laser beam is irradiated on the focal position P2, the light reflected by the composite mirror 55 can be diffused. . That is, the illuminating device 24 can have a plurality of focal positions by providing the composite mirror 55, thereby changing the light projection characteristics.

なお、レーザ素子２の位置を変えることにより、焦点位置Ｐ１および焦点位置Ｐ２の何れにレーザ光を照射するかを選択することができる。また、複合ミラー５５は、パラボラミラーと楕円面ミラーとの組み合わせに限らず、パラボラミラー、楕円面ミラー、半球面ミラー、平面ミラー等から選択したミラーを組み合わせることができる。これにより、照明装置２４は、発光部４上に複数の焦点位置を有することができ、上記の効果を実現することができる。   It should be noted that by changing the position of the laser element 2, it is possible to select which of the focal position P1 and the focal position P2 is irradiated with the laser light. The composite mirror 55 is not limited to a combination of a parabolic mirror and an ellipsoidal mirror, and a mirror selected from a parabolic mirror, an elliptical mirror, a hemispherical mirror, a flat mirror, and the like can be combined. Thereby, the illuminating device 24 can have a several focus position on the light emission part 4, and can implement | achieve said effect.

また、ＭＥＭＳミラーを用いることにより、レーザ光の照射位置を焦点位置Ｐ１または焦点位置Ｐ２に変更することができる。ここで、ＭＥＭＳミラーとは、シリコン上に銀合金を用いて１個のミラーを形成し、このミラーをＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）薄膜の圧電効果を用いて動かせるようにしたデバイスである。このＭＥＭＳミラーによってレーザ素子２から出射されるレーザ光を反射させて、その反射光を発光部４に照射する構成とすることにより、レーザ光の照射位置を焦点位置Ｐ１または焦点位置Ｐ２に変更することができる。   Further, by using the MEMS mirror, the irradiation position of the laser beam can be changed to the focal position P1 or the focal position P2. Here, the MEMS mirror is a device in which a single mirror is formed on silicon using a silver alloy, and this mirror can be moved using the piezoelectric effect of a PZT (lead zirconate titanate) thin film. The laser beam emitted from the laser element 2 is reflected by the MEMS mirror, and the reflected light is irradiated onto the light emitting unit 4, thereby changing the irradiation position of the laser beam to the focal position P1 or the focal position P2. be able to.

さらに、発光部４は、照射面に対するレーザ光の照射位置に応じて、含有する蛍光体材料を変化させてよい。例えば、パラボラミラー５５ａの焦点位置Ｐ１に相当する位置は色温度を高く、楕円面ミラー５５ｂの焦点位置Ｐ２に相当する位置は色温度を低くするよう、発光部４の蛍光体材料を変えることができる。これにより、レーザ光を照射する焦点位置に応じた投光特性の変更が可能となる。
〔発光部の実施例について〕
次に、本発明のより具体的な発光部の実施例について図１３等に基づいて説明する。なお、上述の実施形態における部材と同様の部材には同様の符号を付し、その説明を省略する。また、ここに記載された材質、形状、および各種の数値は、あくまで一例であり、本発明を限定するものではない。 Furthermore, the light emitting unit 4 may change the phosphor material contained in accordance with the irradiation position of the laser beam on the irradiation surface. For example, the phosphor material of the light emitting unit 4 can be changed so that the position corresponding to the focal position P1 of the parabolic mirror 55a has a high color temperature, and the position corresponding to the focal position P2 of the ellipsoidal mirror 55b has a low color temperature. it can. As a result, it is possible to change the light projection characteristics according to the focal position where the laser beam is irradiated.
[Examples of light emitting section]
Next, a more specific embodiment of the light emitting unit of the present invention will be described with reference to FIG. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the member similar to the member in the above-mentioned embodiment, and the description is abbreviate | omitted. Moreover, the material, shape, and various numerical values described here are merely examples, and do not limit the present invention.

〔発光部の実施例１〕
図１３は、本発明に係る発光部４の実施例を示す概略図であり、図１３（ａ）は発光部４の断面模式図を、図１３（ｂ）は蛍光部４ａの拡大図を、図１３（ｃ）は透明粒子部４ｂの拡大図である。 [Example 1 of light emitting section]
FIG. 13 is a schematic view showing an embodiment of the light emitting unit 4 according to the present invention, FIG. 13 (a) is a schematic sectional view of the light emitting unit 4, FIG. 13 (b) is an enlarged view of the fluorescent unit 4a, FIG. 13C is an enlarged view of the transparent particle portion 4b.

図１３（ａ）に示すように、本実施例に係る発光部４は、透明粒子部４ｂからなる領域（第２領域）がスクリーン印刷法などによりパターニングされてなる。そして、隣り合う透明粒子部４ｂと透明粒子部４ｂとの間に、蛍光部４ａからなる領域（第１領域）がパターニング等により形成されている。つまり、発光部４は、蛍光部４ａおよび透明粒子部４ｂが交互に形成されてなり、この構成により照明装置１等から出射される青色レーザ光（散乱光）と蛍光との比を容易に制御することができ、投光する光の色度を調整することができる。   As shown in FIG. 13A, the light emitting section 4 according to the present embodiment is formed by patterning a region (second region) composed of the transparent particle portion 4b by a screen printing method or the like. And the area | region (1st area | region) which consists of the fluorescence part 4a is formed by patterning etc. between the adjacent transparent particle part 4b and the transparent particle part 4b. In other words, the light emitting section 4 is formed by alternately forming the fluorescent sections 4a and the transparent particle sections 4b, and with this configuration, the ratio of the blue laser light (scattered light) emitted from the illumination device 1 and the like can be easily controlled. And the chromaticity of the light to be projected can be adjusted.

ここで、蛍光部４ａは、図１３（ｂ）に示すように、蛍光体およびバインダによって結合されている。また、透明粒子部４ｂは、図１３（ｃ）に示すように、透明粒子（Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＣａＦ２、Ｎａ２ＣＯ３、ＴｉＯ２、ＳｉＮ、ＡＩＮなど）およびバインダによって結合されてなる。そして、レーザ光が照射される、蛍光部４ａおよび透明粒子部４ｂの照射面（図面上側）は、その表面粗さが、算術平均粗さ（Ｒａ）はレーザ光の波長以上であり、最大高さ（Ｒｙ）がＲａの２倍以上でとなるように形成されている（例えば、算術平均粗さ（Ｒａ）０．５μｍ以上、最大高さ（Ｒｙ）１μｍ以上）。この照射面は、蛍光部４ａと透明粒子部４ｂとを交互に形成したあとに、サンドブラスト処理を行うことで表面を荒くしたものであってよい。 Here, as shown in FIG. 13B, the fluorescent part 4a is coupled by a phosphor and a binder. Further, as shown in FIG. 13C, the transparent particle portion 4b is bonded by transparent particles (Al 2 O 3 , SiO 2 , CaF 2 , Na 2 CO 3 , TiO 2 , SiN, AIN, etc.) and a binder. It becomes. The irradiation surface (upper side of the drawing) of the fluorescent part 4a and the transparent particle part 4b irradiated with the laser light has a surface roughness, and an arithmetic average roughness (Ra) is equal to or greater than the wavelength of the laser light, and has a maximum height. The thickness (Ry) is formed to be at least twice Ra (for example, arithmetic average roughness (Ra) 0.5 μm or more, maximum height (Ry) 1 μm or more). The irradiation surface may be a surface roughened by performing sandblasting after alternately forming the fluorescent portions 4a and the transparent particle portions 4b.

なお、蛍光部４ａおよび透明粒子部４ｂにおいて用いられるバインダは、例えば、メチルセルロース、エチルセルロースなどのセルロース系であってよい。また、ポリビニルアルコール、ブチラール化ポリビニルアルコールなどのビニル系、あるいはアクリル酸エステル、メタクリル酸エステルなどのアクリル系を用いても良いが、耐熱性が良くないため、寿命の点で言えばセルロース系のバインダを用いる方が好ましい。さらに、透明粒子部４ｂには、蛍光体が若干含まれていてもよい。   In addition, the binder used in the fluorescent part 4a and the transparent particle part 4b may be, for example, a cellulose type such as methyl cellulose or ethyl cellulose. In addition, vinyl type such as polyvinyl alcohol and butyralized polyvinyl alcohol, or acrylic type such as acrylic acid ester and methacrylic acid ester may be used. Is preferred. Further, the transparent particle portion 4b may contain some phosphor.

〔発光部の実施例２〕
図１４は、本発明に係る発光部４の他の実施例を示す概略図である。実施例１との大きな違いは、実施例２では、実施例１の透明粒子部４ｂの代わりにバインダが使用されている点にある。このように、透明粒子部４ｂを用いなくとも、実施例１と同様の特性（効果）を得ることができるため、発光部４の設計、製造等の簡略化を図ることができる。なお、発光部４の照射面は、サンドブラスト処理などを施すことにより、その表面粗さが、算術平均粗さ（Ｒａ）はレーザ光の波長以上であり、最大高さ（Ｒｙ）がＲａの２倍以上でとなるように形成されていることが好ましい。例えば、算術平均粗さ（Ｒａ）が０．５μｍ以上であり、最大高さ（Ｒｙ）が１μｍ以上である。 [Example 2 of light emitting section]
FIG. 14 is a schematic view showing another embodiment of the light emitting unit 4 according to the present invention. The major difference from Example 1 is that in Example 2, a binder is used instead of the transparent particle portion 4b of Example 1. As described above, since the same characteristics (effects) as in Example 1 can be obtained without using the transparent particle portion 4b, the design and manufacture of the light emitting portion 4 can be simplified. Note that the irradiation surface of the light emitting unit 4 is subjected to sandblasting or the like, so that the surface roughness thereof is arithmetic average roughness (Ra) equal to or greater than the wavelength of the laser beam, and the maximum height (Ry) is 2 of Ra. It is preferable to be formed so as to be twice or more. For example, the arithmetic average roughness (Ra) is 0.5 μm or more, and the maximum height (Ry) is 1 μm or more.

また、レーザ光が照射される、蛍光部４ａおよび透明粒子部４ｂの照射面に、レーザ光の波長よりも大きい凹凸が形成されていてもよい。それにより、当該照射面に照射されるレーザ光は、広い範囲に散乱される、単位面積当たりのレーザ光のパワー密度を低下させて照明装置の外部に出すことができるため、何らの対策も講じない場合に比べて安全性を高めることができる。   Moreover, the unevenness | corrugation larger than the wavelength of a laser beam may be formed in the irradiation surface of the fluorescence part 4a and the transparent particle part 4b which are irradiated with a laser beam. As a result, the laser light applied to the irradiation surface can be emitted outside the illumination device by reducing the power density of the laser light scattered per unit area and per unit area. Safety can be improved compared to the case without it.

なお、励起光の波長よりも大きい凹凸とは、例えば励起光が４５０ｎｍの波長であれば、２つの凹間あるいは２つの凸間の距離が４５０ｎｍよりも大きいことを言う。また、このことは、２つの凹間あるいは２つの凸間すべてが該当する必要はなく、その一部のみが該当する場合であっても、何らの対策を講じていない場合に比べて確実に安全性を高めることができる。   The unevenness larger than the wavelength of the excitation light means that, for example, if the excitation light has a wavelength of 450 nm, the distance between the two concaves or the distance between the two convexes is larger than 450 nm. Also, this is not necessarily the case between two concaves or all two convexes, and even if only a part of them is true, it is definitely safer than when no measures are taken. Can increase the sex.

〔発光部の実施例３〕
図１５は、本発明に係る発光部４の他の実施例を示す概略図である。実施例１との大きな違いは、実施例３では、発光部４の照射面に４５０ｎｍ用のＡＲコート６０が施され、かつ、照射面が平坦に保たれている点にある。ＡＲコート６０は、必須ではないが、照射面での反射光を無くすために施されている方が好ましい。さらに、実施例３では、発光部４に、照射面に照射された励起光を散乱する励起光散乱体６１が含まれている。その励起光散乱体６１は、レーザ光を受けて発光する蛍光体、または、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＣａＦ２、Ｎａ２ＣＯ３、ＴｉＯ２、ＳｉＮ、及びＡＩＮのうち少なくとも１つであってよい。このように、発光部４が励起光散乱体６１を含むことにより、励起光は励起光散乱体６１によって散乱されて、外部に射出されることになる。 [Example 3 of light emitting section]
FIG. 15 is a schematic view showing another embodiment of the light emitting unit 4 according to the present invention. The major difference from the first embodiment is that, in the third embodiment, an AR coating 60 for 450 nm is applied to the irradiation surface of the light emitting unit 4 and the irradiation surface is kept flat. The AR coat 60 is not essential, but is preferably applied in order to eliminate the reflected light on the irradiated surface. Furthermore, in Example 3, the light emitting unit 4 includes the excitation light scatterer 61 that scatters the excitation light irradiated on the irradiation surface. The excitation light scatterer 61 is a phosphor that emits light upon receiving laser light, or at least one of Al 2 O 3 , SiO 2 , CaF 2 , Na 2 CO 3 , TiO 2 , SiN, and AIN. It's okay. Thus, when the light emission part 4 contains the excitation light scatterer 61, excitation light is scattered by the excitation light scatterer 61, and is inject | emitted outside.

なお、励起光散乱体６１の粒系分布中心は５００ｎｍ以上であることが好ましく、これにより、青色のレーザ光を確実に散乱させることができる。また、発光部４を載置する基板の発光部４側の面は平坦に形成されていることが好ましい。   In addition, it is preferable that the particle system distribution center of the excitation light scatterer 61 is 500 nm or more, so that blue laser light can be reliably scattered. Moreover, it is preferable that the surface on the light emitting unit 4 side of the substrate on which the light emitting unit 4 is placed is formed flat.

ここで、実施例３の利点を図１６を用いて説明する。図１６は、発光部４を載置する基板６２の発光部４側の面に凹凸が形成されている様子を示す図である。下地に凹凸が形成されている場合、蛍光体粒子の密度が高い部分と低い部分とがランダムに生じ、蛍光体から発生する蛍光の強度、および散乱されたレーザ光と蛍光との割合を制御することが難しくなる。   Here, advantages of the third embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 16 is a diagram illustrating a state where irregularities are formed on the surface of the substrate 62 on which the light emitting unit 4 is placed on the light emitting unit 4 side. When unevenness is formed on the base, a high density portion and a low density portion of the phosphor particles are randomly generated, and the intensity of the fluorescence generated from the phosphor and the ratio of the scattered laser light and fluorescence are controlled. It becomes difficult.

〔発光部の実施例４〕
図１７は、本発明に係る発光部４の他の実施例を示す概略図である。このうち、図１７（ａ）は、発光部４の照射面が凹面形状である場合、図１７（ｂ）は、発光部４の照射面が平面形状である場合、図１７（ｃ）は、発光部４の照射面が凸面形状である場合の概略図をそれぞれ示す。以下、発光部４を図１７（ａ）〜図１７（ｃ）に記載の形状とすることによる利点を説明する。 [Example 4 of light emitting section]
FIG. 17 is a schematic view showing another embodiment of the light emitting unit 4 according to the present invention. Of these, FIG. 17A shows a case where the irradiation surface of the light emitting unit 4 has a concave shape, FIG. 17B shows a case where the irradiation surface of the light emitting unit 4 has a planar shape, and FIG. The schematic in the case where the irradiation surface of the light emission part 4 is convex shape is shown, respectively. Hereinafter, the advantage by making the light emission part 4 into the shape as described in Fig.17 (a)-FIG.17 (c) is demonstrated.

まず、発光部４の照射面が凹面形状である場合（図１７（ａ））、照射面に対する励起光の入射角度に広がりが生じるため、蛍光の放出分布にも拡がりが生じる。拡がった放出分布により広い範囲を照明する照明装置には好適である。   First, when the irradiation surface of the light emitting unit 4 has a concave shape (FIG. 17A), the incident angle of the excitation light with respect to the irradiation surface is expanded, so that the fluorescence emission distribution is also expanded. It is suitable for an illuminating device that illuminates a wide range with a spread emission distribution.

次に、発光部４の照射面が平面形状である場合（図１７（ｂ））、図１７（ａ）および図１７（ｃ）の発光部に比べて蛍光の放出分布を狭くすることができる。このため、より照明光の利用効率が向上し、効率が最も高くなり、好適である。また製作が容易である。そのため、図１７（ｂ）の形状とすることにより、発光部４の製造コスト、及び照明装置のコスト低減に寄与することができる。   Next, when the irradiation surface of the light emitting unit 4 has a planar shape (FIG. 17B), the fluorescence emission distribution can be made narrower than that of the light emitting unit of FIGS. 17A and 17C. . For this reason, the utilization efficiency of illumination light improves more and efficiency becomes the highest and is suitable. It is easy to manufacture. Therefore, the shape of FIG. 17B can contribute to the manufacturing cost of the light emitting unit 4 and the cost reduction of the lighting device.

続いて、発光部４の照射面が凸面形状である場合（図１７（ｃ））、入射角度に広がりが生じるため、蛍光の放出分布にも拡がりが生じる。拡がった放出分布により広い範囲を照明する照明装置には好適である。   Subsequently, when the irradiation surface of the light emitting unit 4 has a convex shape (FIG. 17C), the incident angle is widened, so that the fluorescence emission distribution is also widened. It is suitable for an illuminating device that illuminates a wide range with a spread emission distribution.

〔反射光強度について〕
一般に、レーザ光は、単位面積当たりのパワー密度が高く、コリメートされたレーザ光が鏡面反射して発光装置から出力された場合には安全性を害する危険が高い。 [About reflected light intensity]
In general, laser light has a high power density per unit area, and there is a high risk of harming safety when the collimated laser light is mirror-reflected and output from a light emitting device.

そのため、発光部４の照射面でレーザ光を広い範囲に散乱させて拡散光とすることができれば、単位面積当たりのパワー密度を低下させて発光装置の外部に出すことができるため、何らの対策も講じない場合に比べて安全性を高めることができる。   Therefore, if the laser light can be scattered over a wide range on the irradiation surface of the light emitting unit 4 to be diffused light, the power density per unit area can be reduced and emitted to the outside of the light emitting device. The safety can be improved compared to the case where no measures are taken.

そこで、鏡面反射光の光強度を小さくするための構成を図１８〜図２１により説明する。   Accordingly, a configuration for reducing the light intensity of the specular reflection light will be described with reference to FIGS.

〔反射光強度の入射角依存線〕
図１８は、発光部４の照射面に対するコリメートされたレーザ光の入射角度と鏡面反射光の光強度との関係を示すグラフである。なお、横軸は入射角を、縦軸は反射光の光強度を示す。また、発光部４の照射面は平坦であり、レーザ光の波長は４４５ｎｍである。このことは、図１９〜図２１においても同様である。 [An incident angle dependence line of reflected light intensity]
FIG. 18 is a graph showing the relationship between the incident angle of the collimated laser beam with respect to the irradiation surface of the light emitting unit 4 and the light intensity of the specular reflected light. The horizontal axis indicates the incident angle, and the vertical axis indicates the light intensity of the reflected light. Moreover, the irradiation surface of the light emission part 4 is flat, and the wavelength of a laser beam is 445 nm. The same applies to FIGS. 19 to 21.

図１８に示すように、鏡面反射光の光強度は、入射角度が大きくなるにつれ数値が低下する。そして、入射角度が２０度を越えると、鏡面反射光の光強度はほぼ０となる。つまり、入射角度が照射面に対して２０度以上であれば鏡面反射光が抑制され、照明装置１等の安全性を十分に確保できることが図１８から分かる。したがって、発光部４の照射面に対するレーザ光の入射角度は２０度以上とすることが好ましい。   As shown in FIG. 18, the numerical value of the light intensity of the specular reflected light decreases as the incident angle increases. When the incident angle exceeds 20 degrees, the light intensity of the specular reflected light becomes almost zero. That is, it can be seen from FIG. 18 that when the incident angle is 20 degrees or more with respect to the irradiation surface, the specular reflection light is suppressed and the safety of the lighting device 1 and the like can be sufficiently secured. Therefore, the incident angle of the laser beam with respect to the irradiation surface of the light emitting unit 4 is preferably 20 degrees or more.

図１９は、発光部４の照射面に対するレーザ光の入射角度を変えたときの配光特性を示す。入射角度は、５８°、４６°、３２°、１４°、および４°であり、レーザ光の光出力は５０ｍＷである。また、配光先の角度範囲は０〜１８０度であり、配光先における光強度は縦軸に表されている。   FIG. 19 shows the light distribution characteristics when the incident angle of the laser beam with respect to the irradiation surface of the light emitting unit 4 is changed. The incident angles are 58 °, 46 °, 32 °, 14 °, and 4 °, and the light output of the laser light is 50 mW. The angle range of the light distribution destination is 0 to 180 degrees, and the light intensity at the light distribution destination is represented on the vertical axis.

図中に示すように、発光部４の照射面に対するレーザ光の入射角度が１４°、および４°のときにレーザ光の鏡面反射光が認められ、５８°、４６°、および３２°のときには鏡面反射光が認められない。つまり、この結果は、入射角度が１４°〜３２°の間に鏡面反射光が０となる臨界的数値が存在することを示し、図１８を参照して説明した、入射角度が２０度を越えると鏡面反射光の光強度はほぼ０となる、との結果を裏付けるものと言える。   As shown in the figure, the specular reflection of the laser beam is recognized when the incident angle of the laser beam with respect to the irradiation surface of the light emitting unit 4 is 14 ° and 4 °, and when the incident angle is 58 °, 46 °, and 32 °. No specular reflection is observed. In other words, this result indicates that there is a critical numerical value where the specular reflection light is 0 when the incident angle is 14 ° to 32 °, and the incident angle described with reference to FIG. 18 exceeds 20 degrees. It can be said that this confirms the result that the light intensity of the specular reflection light is almost zero.

〔反射光強度−算術平均荒さ（Ｒａ）依存性〕
図２０は、発光部４の照射面に対するレーザ光の入射角度が８０度の場合における、照射面の算術平均粗さ（Ｒａ）と反射光の光強度との関係を示すグラフである。なお、横軸は照射面の算術平均粗さ（Ｒａ）を、縦軸は反射光の光強度を示す。 [Dependence of reflected light intensity-arithmetic mean roughness (Ra)]
FIG. 20 is a graph showing the relationship between the arithmetic average roughness (Ra) of the irradiated surface and the light intensity of the reflected light when the incident angle of the laser light with respect to the irradiated surface of the light emitting unit 4 is 80 degrees. The horizontal axis represents the arithmetic average roughness (Ra) of the irradiated surface, and the vertical axis represents the light intensity of the reflected light.

図２０に示すように、反射光の光強度は、算術平均粗さ（Ｒａ）が大きくなるにつれ数値が低下する。そして、算術平均粗さ（Ｒａ）が０．５μｍ以上になると、反射光の光強度は０となる。つまり、算術平均粗さ（Ｒａ）が０．５μｍ以上であれば、照明装置１等の安全性を十分に確保できることが図２０から分かる。このことから、算術平均粗さ（Ｒａ）は０．５μｍ以上とすることが好ましいと言える。   As shown in FIG. 20, the numerical value of the light intensity of the reflected light decreases as the arithmetic mean roughness (Ra) increases. When the arithmetic average roughness (Ra) is 0.5 μm or more, the light intensity of the reflected light becomes zero. That is, it can be seen from FIG. 20 that if the arithmetic average roughness (Ra) is 0.5 μm or more, the safety of the lighting device 1 and the like can be sufficiently secured. From this, it can be said that the arithmetic average roughness (Ra) is preferably 0.5 μm or more.

〔反射光強度−最大高さ（Ｒｙ）依存性〕
図２１は、発光部４の照射面に対するレーザ光の入射角度が８０度の場合における、照射面の最大高さ（Ｒｙ）と反射光の光強度との関係を示すグラフである。なお、横軸は照射面の最大高さ（Ｒｙ）を、縦軸は反射光の光強度を示す。 [Dependence of reflected light intensity-maximum height (Ry)]
FIG. 21 is a graph showing the relationship between the maximum height (Ry) of the irradiated surface and the light intensity of the reflected light when the incident angle of the laser light with respect to the irradiated surface of the light emitting unit 4 is 80 degrees. The horizontal axis indicates the maximum height (Ry) of the irradiated surface, and the vertical axis indicates the light intensity of the reflected light.

図２１に示すように、反射光の光強度は、最大高さ（Ｒｙ）が大きくなるにつれ数値が低下する。そして、最大高さ（Ｒｙ）が１μｍ以上になると、反射光の光強度は０となる。つまり、最大高さ（Ｒｙ）が１μｍ以上であれば、照明装置１等の安全性を十分に確保できることが図２１から分かる。このことから、最大高さ（Ｒｙ）は１μｍ以上とすることが好ましいと言える。   As shown in FIG. 21, the numerical value of the light intensity of the reflected light decreases as the maximum height (Ry) increases. When the maximum height (Ry) is 1 μm or more, the light intensity of the reflected light becomes zero. That is, it can be seen from FIG. 21 that if the maximum height (Ry) is 1 μm or more, the safety of the lighting device 1 and the like can be sufficiently secured. From this, it can be said that the maximum height (Ry) is preferably 1 μm or more.

さらに、図２０および図２１の結果から、照射面の表面粗さは、算術平均粗さ（Ｒａ）がレーザ光の波長以上であり、最大高さ（Ｒｙ）が算術平均粗さの２倍以上である場合に反射光の光強度は０となり、照明装置１等の安全性を十分に確保できることが分かる。   Further, from the results of FIGS. 20 and 21, the surface roughness of the irradiated surface is such that the arithmetic average roughness (Ra) is not less than the wavelength of the laser beam, and the maximum height (Ry) is not less than twice the arithmetic average roughness. In this case, the light intensity of the reflected light becomes 0, and it can be seen that the safety of the lighting device 1 and the like can be sufficiently secured.

〔照明装置１等によって得られる効果〕
以下、照明装置１等によって得られる効果を説明する。 [Effects obtained by the lighting apparatus 1]
Hereinafter, effects obtained by the lighting device 1 and the like will be described.

照明装置１は、白色光を出力可能な照明装置であって、青色のレーザ光を出射するレーザ素子２と、レーザ素子２から出射されたレーザ光を受けて蛍光を発する発光部４と、レーザ光が照射される発光部４の面である照射面側に配置され、発光部４が発生させた蛍光を反射するパラボラミラー５とを備えることを特徴としている。   The illuminating device 1 is an illuminating device capable of outputting white light, and includes a laser element 2 that emits blue laser light, a light emitting unit 4 that emits fluorescence by receiving the laser light emitted from the laser element 2, and a laser. A parabolic mirror 5 is provided which is disposed on the irradiation surface side which is the surface of the light emitting unit 4 irradiated with light and reflects the fluorescence generated by the light emitting unit 4.

上記構成によれば、照明装置１では、パラボラミラー５は、レーザ光が照射される発光部４の面である照射面側に配置され、発光部４が発生させた蛍光を反射する構成である。つまり、照明装置１は、従来の照明装置（以下、「透過型」と称する場合もある。）を脱却した新たなタイプの照明装置である。   According to the said structure, in the illuminating device 1, the parabolic mirror 5 is arrange | positioned at the irradiation surface side which is the surface of the light emission part 4 with which a laser beam is irradiated, and is a structure which reflects the fluorescence which the light emission part 4 generated. . That is, the illuminating device 1 is a new type of illuminating device that is a departure from the conventional illuminating device (hereinafter also referred to as “transmission type”).

したがって、本願発明に係る照明装置は、従来の照明装置が有する課題を解決することができる。   Therefore, the lighting device according to the present invention can solve the problems of the conventional lighting device.

具体的には、従来の照明装置には、散乱レーザ光および蛍光を出射する出射面の面積が拡大してしまうという問題がある。   Specifically, the conventional illumination device has a problem that the area of the exit surface from which the scattered laser light and the fluorescence are emitted is enlarged.

これに対して、照明装置１には次のような利点があることから、従来の課題を解決することができる。   On the other hand, since the lighting device 1 has the following advantages, the conventional problems can be solved.

まず、上記構成とすることにより、レーザ光を照射する側の面と蛍光を取り出す側の面とを同一としている。つまり、照明装置１は、発光部４の照射面にレーザ光を照射するとともに、その照射面から蛍光を取り出す構成である。これにより、従来のように蛍光および散乱レーザ光の影響により発光面積が拡大してしまうという課題が解決され、より高輝度の白色光源が得られる。   First, by adopting the above-described configuration, the surface on the laser light irradiation side and the surface on the fluorescence extraction side are made the same. That is, the illumination device 1 has a configuration in which the irradiation surface of the light emitting unit 4 is irradiated with laser light and fluorescence is extracted from the irradiation surface. Thereby, the problem that the light emission area is enlarged due to the influence of fluorescence and scattered laser light as in the prior art is solved, and a white light source with higher brightness can be obtained.

その上で、レーザ光が照射される発光部４の面である照射面側にパラボラミラー５が配置されている。これにより、射出された白色光をより効率的に一方向へ制御して投光することができ、白色光の利用効率を大きく向上させることができる。   In addition, a parabolic mirror 5 is arranged on the irradiation surface side that is the surface of the light emitting unit 4 irradiated with the laser light. Thereby, the emitted white light can be more efficiently controlled and projected in one direction, and the utilization efficiency of white light can be greatly improved.

さらに、青色のレーザ光を出射するレーザ素子２を用い、発光部４での蛍光の発生に寄与することなく散乱された青色のレーザ光と発光部４で発生した蛍光とを混合させて白色光を出力するため、レーザ光のエネルギーの利用効率を大きく向上させている。   Further, by using the laser element 2 that emits blue laser light, the blue laser light scattered without contributing to the generation of fluorescence in the light emitting unit 4 and the fluorescence generated in the light emitting unit 4 are mixed to produce white light. Therefore, the utilization efficiency of laser beam energy is greatly improved.

このように、照明装置１は、従来の照明装置の課題を解決し、さらに、効率的に高輝度の白色光を得ることを可能とし、かつ、得られた白色光を効率的に投光することができるという効果を奏する。   Thus, the illuminating device 1 solves the problems of the conventional illuminating device, further enables to obtain high-luminance white light efficiently, and efficiently projects the obtained white light. There is an effect that can be.

さらに、照明装置１では、発光部４の、照射面とは反対側の面が金属に接する構成であってよい。   Furthermore, in the illuminating device 1, the structure on the opposite side to the irradiation surface of the light emission part 4 may contact | connect a metal.

上記構成によれば、発光部４の、レーザ光の照射面とは反対側の面は白色光の出力に直接的に関与しておらず、その反対側の面が金属に接することにより、発光部４で発生する熱を効率的に廃熱することができる。これにより、たとえレーザ光としてレーザ光が用いられる強励起状態であっても、蛍光の発光効率の低下は生じない。また、発光部４を透過してしまったレーザ光を金属面で反射させて再利用する構成も実現可能であるため、レーザ光のエネルギーの利用効率をさらに高めることができる。   According to the said structure, the surface on the opposite side to the irradiation surface of the laser beam of the light emission part 4 is not directly concerned with the output of white light, but light emission is carried out because the surface on the opposite side contacts metal. The heat generated in the section 4 can be efficiently wasted. Thereby, even if it is the strong excitation state where a laser beam is used as a laser beam, the fall of the luminous efficiency of fluorescence does not arise. Moreover, since the structure which reflects the laser beam which permeate | transmitted the light emission part 4 with a metal surface, and can reuse is also realizable, the utilization efficiency of the energy of a laser beam can further be improved.

さらに、照明装置１では、発光部４の、照射面とは反対側の面が平坦である構成であってよい。   Furthermore, in the illuminating device 1, the structure by which the surface on the opposite side to the irradiation surface of the light emission part 4 may be flat.

上記構成とすることにより、当該反対側の面と、その面と当接する金属等との間の接触面積とを大きくすることができるため、発光部４で発生する熱を効率的に廃熱することが可能となる。これにより、たとえレーザ光としてレーザ光が用いられる強励起状態であっても、蛍光の発光効率の低下を起こさせることもなく、効率的な廃熱を行うことができる。   By adopting the above configuration, the contact area between the opposite surface and the metal or the like in contact with the surface can be increased, so that the heat generated in the light emitting section 4 is efficiently wasted. It becomes possible. Thereby, even in a strong excitation state where laser light is used as laser light, efficient waste heat can be performed without causing a decrease in the light emission efficiency of fluorescence.

さらに、照明装置１では、励起光源は、半導体レーザであってよい。   Furthermore, in the illuminating device 1, the excitation light source may be a semiconductor laser.

上述したように、照明装置１は、透過型の照明装置の課題を解決し、さらに、効率的に高輝度の白色光を得ることを可能とし、得られた白色光を効率的に投光することができる。このとき、レーザ素子２がレーザ光であれば、例えばＬＥＤがレーザ素子２として用いられている場合に比べて、小さな面積を励起することによって超高輝度の点光源を得ることができ、さらに高い効率で白色照明光を得ることができる。   As described above, the lighting device 1 solves the problems of the transmission type lighting device, further enables to obtain high-intensity white light efficiently, and efficiently projects the obtained white light. be able to. At this time, if the laser element 2 is a laser beam, an ultra-high brightness point light source can be obtained by exciting a small area as compared with the case where an LED is used as the laser element 2, for example. White illumination light can be obtained efficiently.

さらに、照明装置１では、発光部４が、照射面に照射されたレーザ光を散乱する透明粒子４ｂを含む構成であってよい。   Furthermore, in the illuminating device 1, the light emission part 4 may be the structure containing the transparent particle 4b which scatters the laser beam irradiated to the irradiation surface.

たとえばレーザ光がレーザ光である場合、レーザ光は、単位面積当たりのパワー密度が高く、レーザ光が反射光として照明装置から出力された場合には安全性を害する危険が高い。   For example, when the laser beam is a laser beam, the laser beam has a high power density per unit area, and there is a high risk of harming safety when the laser beam is output from the illumination device as reflected light.

そのため、発光部４の照射面でレーザ光を広い範囲に散乱させることができれば、単位面積当たりのパワー密度を低下させて照明装置の外部に出すことができるため、何らの対策も講じない場合に比べて安全性を高めることができる。   Therefore, if the laser light can be scattered over a wide range on the irradiation surface of the light emitting unit 4, the power density per unit area can be reduced and output to the outside of the lighting device, and therefore no measures are taken. Compared with this, safety can be improved.

したがって、発光部４が、照射面に照射されたレーザ光を散乱する透明粒子４ｂを含むことにより、発光部４の照射面でレーザ光が散乱され、照明装置の安全性を高めることができるという効果を有する。   Therefore, when the light emitting unit 4 includes the transparent particles 4b that scatter the laser light irradiated on the irradiation surface, the laser light is scattered on the irradiation surface of the light emitting unit 4, and the safety of the illumination device can be improved. Has an effect.

さらに、照明装置１では、照射面の表面粗さは、算術平均粗さ（Ｒａ）がレーザ光の波長以上であり、最大高さ（Ｒｙ）が算術平均粗さの２倍以上であってよい。   Furthermore, in the illumination device 1, the surface roughness of the irradiated surface may be such that the arithmetic average roughness (Ra) is equal to or greater than the wavelength of the laser light, and the maximum height (Ry) is equal to or greater than twice the arithmetic average roughness. .

照射面の表面粗さにおいて、算術平均粗さ（Ｒａ）がレーザ光の波長以上であり、最大高さ（Ｒｙ）が算術平均粗さの２倍以上であることにより、発光部４の照射面でレーザ光を広い範囲に散乱させることができ、安全性の高い照明装置を実現できることが本願発明の発明者らによって見出された。   In the surface roughness of the irradiated surface, the arithmetic average roughness (Ra) is not less than the wavelength of the laser beam, and the maximum height (Ry) is not less than twice the arithmetic average roughness. It has been found by the inventors of the present invention that the laser light can be scattered over a wide range and a highly safe lighting device can be realized.

ここで、発光部４の照射面の表面粗さを規定するの数値範囲は、単位面積当たりのパワー密度が高いレーザ光がレーザ光である場合を考慮したものである。それゆえ、単位面積当たりのパワー密度がレーザ光よりも低いＬＥＤをレーザ光として用いたときであっても、安全性は十分に担保される。   Here, the numerical range for defining the surface roughness of the irradiation surface of the light emitting unit 4 takes into consideration the case where the laser beam having a high power density per unit area is a laser beam. Therefore, even when an LED having a power density per unit area lower than that of the laser beam is used as the laser beam, safety is sufficiently ensured.

さらに、照明装置１では、照射面に対するレーザ光の照射角度は、２０度以上であることが好ましい。   Furthermore, in the illuminating device 1, it is preferable that the irradiation angle of the laser beam with respect to an irradiation surface is 20 degree | times or more.

上述したように、レーザ光がレーザ光である場合、発光部４の照射面でレーザ光が反射してそのまま照明装置の外部に出ると安全性を害する危険が高い。   As described above, when the laser beam is a laser beam, there is a high risk of harming safety if the laser beam is reflected from the irradiation surface of the light emitting unit 4 and goes out of the illumination device as it is.

この点、本願発明者らは、照射面に対するレーザ光の照射角度を２０度以上とすることにより、照射面でのレーザ光の反射を抑えることができること、それにより照明装置の安全性が担保されることを見出した。   In this regard, the inventors of the present application can suppress the reflection of the laser beam on the irradiation surface by setting the irradiation angle of the laser beam to the irradiation surface to 20 degrees or more, thereby ensuring the safety of the illumination device. I found out.

そして、照射面に対するレーザ光の照射角度を規定するの数値範囲は、単位面積当たりのパワー密度が高いレーザ光がレーザ光である場合を考慮したものである。それゆえ、単位面積当たりのパワー密度がレーザ光よりも低いＬＥＤをレーザ光として用いたときであっても、十分に安全性が担保される。   The numerical range for defining the irradiation angle of the laser beam with respect to the irradiation surface takes into consideration the case where the laser beam having a high power density per unit area is a laser beam. Therefore, even when an LED having a power density per unit area lower than that of the laser beam is used as the laser beam, safety is sufficiently ensured.

さらに、照明装置１では、励起光散乱体は、レーザ光を受けて発光する蛍光体であることが好ましい。   Furthermore, in the illumination device 1, the excitation light scatterer is preferably a phosphor that emits light upon receiving laser light.

上述したように、発光部４が、照射面に照射されたレーザ光を散乱する励起光散乱体を含むことにより、発光部４の照射面でレーザ光が散乱され、照明装置の安全性を高めることができる。そして、励起光散乱体が蛍光体であることにより、蛍光体にレーザ光が入射することで、レーザ光の散乱に加え、さらに蛍光体から蛍光を発生させることもできる。   As described above, when the light emitting unit 4 includes the excitation light scatterer that scatters the laser light irradiated on the irradiation surface, the laser light is scattered on the irradiation surface of the light emitting unit 4 and the safety of the illumination device is improved. be able to. Further, since the excitation light scatterer is a phosphor, the laser light is incident on the phosphor, and in addition to the scattering of the laser light, fluorescence can also be generated from the phosphor.

これにより、照明装置の安全性を高めることができ、かつ、発光効率の高い照明装置を実現することができる。   Thereby, the safety | security of an illuminating device can be improved and the illuminating device with high luminous efficiency is realizable.

さらに、照明装置１では、励起光散乱体は、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＣａＦ２、Ｎａ２ＣＯ３、ＴｉＯ２、ＳｉＮ、及びＡＩＮのうち少なくとも１つであることが好ましい。 Furthermore, in the illumination device 1, the excitation light scatterer is preferably at least one of Al 2 O 3 , SiO 2 , CaF 2 , Na 2 CO 3 , TiO 2 , SiN, and AIN.

上記構成によれば、蛍光体は、レーザ光を受けて発光するとともに、さらに、照射面に照射されたレーザ光を散乱する。   According to the above configuration, the phosphor emits light upon receiving the laser light, and further scatters the laser light irradiated on the irradiation surface.

これにより、例えば、レーザ光がレーザ光である場合、単位面積当たりのパワー密度を低下させることができるため、照明装置の安全性を高めることができる。さらに、このとき、発光部４の照射面の表面粗さ、及び照射面に対するレーザ光の照射角度からは独立した方法として、各構成を位置付けることができる。   Thereby, for example, when the laser light is laser light, the power density per unit area can be reduced, so that the safety of the lighting device can be improved. Furthermore, at this time, each configuration can be positioned as a method independent of the surface roughness of the irradiation surface of the light emitting unit 4 and the irradiation angle of the laser beam with respect to the irradiation surface.

これにより、照明装置１は、白色光を出力するとともに、安全性が担保された装置をユーザに提供することができる。   Thereby, the illuminating device 1 can output a white light and provide a user with a device that ensures safety.

さらに、励起光散乱体は、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＣａＦ２、Ｎａ２ＣＯ３、ＴｉＯ２、ＳｉＮ、及びＡＩＮのうち少なくとも１つであってよい。 Further, the excitation light scatterer may be at least one of Al 2 O 3 , SiO 2 , CaF 2 , Na 2 CO 3 , TiO 2 , SiN, and AIN.

これらの材料は入手しやすいため、励起光散乱体を含む発光部４を容易に実現することができる。このうち、Ａｌ２Ｏ３は、熱伝導率が高いことから最も望ましい。また、ＳｉＮ、ＡｌＮは、レーザ光の吸収体になる可能性があることを勘案して、励起光散乱体として用いればよい。 Since these materials are easily available, the light emitting unit 4 including the excitation light scatterer can be easily realized. Of these, Al 2 O 3 is most desirable because of its high thermal conductivity. SiN and AlN may be used as an excitation light scatterer in consideration of the possibility of becoming a laser light absorber.

さらに、照明装置１では、レーザ光が照射される照射面が、レーザ光を受けて発光する蛍光体を含有する第１領域と、当該蛍光体が含有されていない第２領域とを有する構成であってよい。   Furthermore, in the illuminating device 1, the irradiation surface irradiated with the laser light has a configuration including a first region containing a phosphor that emits light upon receiving the laser light, and a second region that does not contain the phosphor. It may be.

照明装置１では、必ずしも照射面すべてがレーザ光を受けて発光する蛍光体を含有する必要はない。すなわち、蛍光体を含有しない領域を照射面に設けてよく、それにより蛍光体の材料費を低減することができる。また、蛍光体を含有しない領域を有することにより、後述の構成・効果を実現させることができる。   In the illuminating device 1, it is not always necessary to include a phosphor that emits light by receiving laser light on the entire irradiation surface. That is, a region that does not contain the phosphor may be provided on the irradiated surface, thereby reducing the material cost of the phosphor. Moreover, the structure and effect mentioned later are realizable by having the area | region which does not contain fluorescent substance.

さらに、照明装置１では、レーザ光が照射される照射面が、レーザ光を受けて発光する蛍光体を含有する第１領域と、当該蛍光体が含有されていない第２領域とを有し、
第２領域には、励起光散乱体が含有されている構成であってよい。 Furthermore, in the illuminating device 1, the irradiation surface irradiated with the laser light has a first region containing a phosphor that emits light upon receiving the laser light, and a second region that does not contain the phosphor,
The second region may be configured to contain an excitation light scatterer.

たとえばレーザ光がレーザ光である場合、レーザ光は、単位面積当たりのパワー密度が高く、レーザ光が反射光として照明装置から出力された場合には安全性を害する危険が高い。そのため、発光部４の照射面で励起光散乱体によってレーザ光を広い範囲に散乱させることができれば、単位面積当たりのパワー密度を低下させて照明装置の外部に出すことができるため、何らの対策も講じない場合に比べて安全性を高めることができる。   For example, when the laser beam is a laser beam, the laser beam has a high power density per unit area, and there is a high risk of harming safety when the laser beam is output from the illumination device as reflected light. Therefore, if the laser light can be scattered over a wide range by the excitation light scatterer on the irradiation surface of the light emitting unit 4, the power density per unit area can be reduced and output to the outside of the lighting device. The safety can be improved compared to the case where no measures are taken.

一方で、照射面に蛍光体が含有されていれば、その蛍光体にレーザ光が照射されることにより、蛍光体から蛍光を発生させることができる。   On the other hand, if a phosphor is contained on the irradiated surface, the phosphor can be irradiated with laser light to generate fluorescence from the phosphor.

したがって、照明装置１は、上記構成を備えることにより、安全性を高めつつ、さらに、照射面で励起光散乱体によって散乱されるレーザ光と、第１領域に含有される蛍光体からの発光とにより混色された光を生成することができる。   Therefore, the illuminating device 1 is provided with the above-described configuration to improve safety, and further, the laser light scattered by the excitation light scatterer on the irradiation surface and the light emission from the phosphor contained in the first region. Can generate mixed color light.

さらに、照明装置１では、第２領域の表面に、レーザ光の波長よりも大きい凹凸が形成されている構成であってよい。   Furthermore, in the illuminating device 1, the structure with the unevenness | corrugation larger than the wavelength of a laser beam may be formed in the surface of a 2nd area | region.

第２領域の表面にレーザ光の波長よりも大きい凹凸が形成されていることにより、当該表面に照射されるレーザ光は、広い範囲に散乱されることを本願発明の発明者らは見出した。これにより、単位面積当たりのレーザ光のパワー密度を低下させて照明装置の外部に出すことができるため、何らの対策も講じない場合に比べて安全性を高めることができる。   The inventors of the present invention have found that the irregularities larger than the wavelength of the laser beam are formed on the surface of the second region, so that the laser beam irradiated on the surface is scattered over a wide range. As a result, the power density of the laser light per unit area can be reduced and output to the outside of the lighting device, so that the safety can be improved compared to the case where no measures are taken.

なお、レーザ光の波長よりも大きい凹凸とは、例えばレーザ光が４５０ｎｍの波長であれば、２つの凹間あるいは２つの凸間の距離が４５０ｎｍよりも大きいことを言う。また、このことは、２つの凹間あるいは２つの凸間すべてが該当する必要はなく、その一部のみが該当する場合であっても、何らの対策を講じていない場合に比べて確実に安全性を高めることができる。   Note that the unevenness larger than the wavelength of the laser light means that, for example, if the laser light has a wavelength of 450 nm, the distance between the two concaves or the distance between the two convexes is larger than 450 nm. Also, this is not necessarily the case between two concaves or all two convexes, and even if only a part of them is true, it is definitely safer than when no measures are taken. Can increase the sex.

さらに、照明装置１では、照射面で散乱されるレーザ光と、第１領域に含有される蛍光体から出射される発光との光量に係る比率が、第１領域および第２領域によって制御される構成であってよい。   Furthermore, in the illuminating device 1, the ratio which concerns on the light quantity of the laser beam scattered by an irradiation surface and the light emission radiate | emitted from the fluorescent substance contained in a 1st area | region is controlled by a 1st area | region and a 2nd area | region. It may be a configuration.

照射面で散乱されるレーザ光と、第１領域に含有される蛍光体から出射される発光との光量に係る比率を、例えば第１領域および第２領域の面積、配置、各領域の形成方法を変更することにより、適宜制御することができる。このように、照明装置１は、光量に係る比率を制御することにより、ユーザの求める色の光を生成することができる。   The ratio of the amount of laser light scattered on the irradiation surface to the amount of light emitted from the phosphor contained in the first region, for example, the area and arrangement of the first region and the second region, and the method of forming each region It is possible to appropriately control by changing. In this way, the lighting device 1 can generate light of the color desired by the user by controlling the ratio related to the amount of light.

さらに、照明装置１では、パラボラミラー５は、回転軸を中心として図形を回転させることによって形成される曲面を有し、発光部４は、照射面とは反対側の面が、回転軸と曲面との距離が大きくなる方向を向いている構成であってよい。   Furthermore, in the illuminating device 1, the parabolic mirror 5 has a curved surface formed by rotating a figure about the rotation axis, and the light emitting unit 4 has a surface opposite to the irradiation surface, the rotation axis and the curved surface. It may be the configuration that faces in the direction in which the distance between and increases.

上記構成とすることにより、パラボラミラー５の対称軸に対するレーザ光の光軸の角度をより小さい角度にすることができる。これにより、レーザ素子２の配設位置をより柔軟に変更することが可能となるため、照明装置を計量・コンパクトに設計することができる。さらに、上記構成とすることで、パラボラミラー５の開口部から内部を肉眼で覗き込んだ場合にも、発光部４においてレーザ光の当たっている最も輝度が高い部分を直接目にすることはないため、網膜障害等が発生しない安全面の利点も得られる。   By setting it as the said structure, the angle of the optical axis of the laser beam with respect to the symmetry axis of the parabolic mirror 5 can be made into a smaller angle. Thereby, since it becomes possible to change the arrangement | positioning position of the laser element 2 more flexibly, an illuminating device can be designed in measurement and compactly. Further, with the above configuration, even when the inside of the parabola mirror 5 is looked into with the naked eye, the light emitting part 4 does not directly see the brightest part irradiated with the laser light. Therefore, a safety advantage that retinal damage or the like does not occur can be obtained.

さらに、照明装置１では、反射鏡は、パラボラミラーであってよい。   Furthermore, in the illuminating device 1, the reflecting mirror may be a parabolic mirror.

反射鏡がパラボラミラーであれば、パラボラミラーの焦点位置に発光部４を配置することにより、発光部４から出射した光をパラボラミラーの反射曲面に反射させて、その光路を制御することができる。また、パラボラミラーの焦点位置に発光部４を配置することにより、発光部４の蛍光を所定の立体角内に効率的に投光することができ、その結果、蛍光の利用効率を高めることができる。   If the reflecting mirror is a parabolic mirror, by arranging the light emitting unit 4 at the focal position of the parabolic mirror, the light emitted from the light emitting unit 4 is reflected on the reflection curved surface of the parabolic mirror, and the optical path can be controlled. . Further, by arranging the light emitting unit 4 at the focal position of the parabolic mirror, the fluorescence of the light emitting unit 4 can be efficiently projected within a predetermined solid angle, and as a result, the use efficiency of the fluorescence can be improved. it can.

さらに、照明装置１では、反射鏡５は、発光部４上に複数の焦点位置を有する形状であることが好ましい。   Furthermore, in the illuminating device 1, the reflecting mirror 5 is preferably in a shape having a plurality of focal positions on the light emitting unit 4.

反射鏡５の形状が複数の焦点位置を有するのであれば、それぞれの焦点位置に対応する位置に載置された発光部４にレーザ素子２を照射すると、照明装置から出力される白色光の投光特性を異なるものとすることができる。   If the shape of the reflecting mirror 5 has a plurality of focal positions, when the laser element 2 is irradiated on the light emitting unit 4 placed at a position corresponding to each focal position, the white light output from the illumination device is projected. The light characteristics can be different.

したがって、照明装置１は、上記構成とすることにより、バリエーション豊かな投光パターンを実現することができる。   Therefore, the illuminating device 1 can implement | achieve a variation light projection pattern by setting it as the said structure.

なお、パラボラミラー５の形状は、発光部４上に複数の焦点位置を有するのであれば、特に限定されない。   The shape of the parabolic mirror 5 is not particularly limited as long as it has a plurality of focal positions on the light emitting unit 4.

さらに、照明装置１では、レーザ素子２は、反射鏡５の形状に応じて、照射面に対するレーザ光の照射位置を調整可能であることが好ましい。   Furthermore, in the illuminating device 1, it is preferable that the laser element 2 can adjust the irradiation position of the laser beam with respect to the irradiation surface according to the shape of the reflecting mirror 5.

上記構成によれば、照射面に対するレーザ光の照射位置を調整することができるため、パラボラミラー５の形状が変わることでパラボラミラー５の焦点位置に変化が生じた場合であっても、容易に対応することができる。それゆえ、パラボラミラー５の形状に係らず、バリエーション豊かな投光パターンを実現する構成を保持することができる。   According to the above configuration, since the irradiation position of the laser beam on the irradiation surface can be adjusted, even if the focal position of the parabolic mirror 5 is changed due to the change in the shape of the parabolic mirror 5, it is easy. Can respond. Therefore, regardless of the shape of the parabolic mirror 5, it is possible to maintain a configuration that realizes a light projection pattern that is rich in variations.

さらに、照明装置１では、発光部４は、照射面に対するレーザ光の照射位置に応じて、含有する蛍光体材料が異なることが好ましい。   Furthermore, in the illuminating device 1, it is preferable that the light emission part 4 differs in the fluorescent substance material to contain according to the irradiation position of the laser beam with respect to an irradiation surface.

同じレーザ光を照射しても、蛍光材料が異なれば出力される白色光の色度などは相違する。そのため、照明装置１は、照射面に対するレーザ光の照射位置に応じて含有する蛍光体材料が異なることにより、レーザ光の照射位置によって出力する白色光に変化を与えることができる。そして、バリエーション豊かな投光パターンをユーザに提供することができる。   Even if the same laser light is irradiated, the chromaticity of the white light output is different if the fluorescent material is different. Therefore, the illuminating device 1 can change the white light output according to the irradiation position of the laser light by changing the phosphor material contained according to the irradiation position of the laser light with respect to the irradiation surface. In addition, it is possible to provide a user with a light projection pattern rich in variations.

さらに、本発明は、車両用前照灯であってよい。   Furthermore, the present invention may be a vehicle headlamp.

さらに、本発明は、照明装置であってよい。   Furthermore, the present invention may be a lighting device.

照明装置１は、車両用前照灯や照明装置などに好適に適用することができる。これにより、照明装置１を車両用前照灯に適用した場合、透過型の発光装置の課題を解決することができ、かつ、青色の励起光から白色光を出力することが可能な車両用前照灯を実現することができる。   The lighting device 1 can be suitably applied to a vehicle headlamp, a lighting device, or the like. Thereby, when the illuminating device 1 is applied to a vehicle headlamp, the problem of the transmissive light emitting device can be solved and white light can be output from blue excitation light. A lighting can be realized.

〔本発明の別表現〕
なお、本発明は、以下のようにも表現され得る。 [Another expression of the present invention]
The present invention can also be expressed as follows.

すなわち、本発明に係る発光装置は、白色光を出力可能な発光装置であって、青色の励起光を出射する励起光源と、上記励起光源から出射された励起光を受けて蛍光を発する発光部と、上記励起光が照射される上記発光部の面である照射面側に配置され、上記発光部が発生させた蛍光を反射する反射鏡とを備えることを特徴としている。   That is, the light-emitting device according to the present invention is a light-emitting device that can output white light, and includes an excitation light source that emits blue excitation light and a light-emitting unit that emits fluorescence by receiving the excitation light emitted from the excitation light source. And a reflecting mirror that is disposed on the irradiation surface side that is the surface of the light emitting unit irradiated with the excitation light and reflects the fluorescence generated by the light emitting unit.

上記構成によれば、本発明に係る発光装置では、反射鏡は、励起光が照射される発光部の面である照射面側に配置され、発光部が発生させた蛍光を反射する構成である。   According to the above configuration, in the light emitting device according to the present invention, the reflecting mirror is arranged on the irradiation surface side that is the surface of the light emitting unit irradiated with the excitation light, and reflects the fluorescence generated by the light emitting unit. .

本願発明に係る発光装置は、従来の発光装置が有する種々の課題を解決することができる。   The light emitting device according to the present invention can solve various problems of conventional light emitting devices.

具体的には、従来の発光装置には、散乱励起光および蛍光を出射する出射面の面積が拡大してしまい、レーザを用いた光源に特有の超高輝度を得ることが困難という問題がある。また、その問題を解決しようとすると、発光効率が低下してしまうという問題がある。   Specifically, the conventional light-emitting device has a problem that the area of the exit surface that emits scattered excitation light and fluorescence is enlarged, and it is difficult to obtain ultra-high luminance specific to a light source using a laser. . Further, when trying to solve the problem, there is a problem that the light emission efficiency is lowered.

これに対して、本発明に係る発光装置には次のような利点があることから、上記従来の課題を解決することができる。   On the other hand, since the light emitting device according to the present invention has the following advantages, the above conventional problems can be solved.

まず、上記構成とすることにより、励起光を照射する側の面と蛍光を取り出す側の面とを同一としている。つまり、本発明に係る発光装置は、発光部の照射面に励起光を照射するとともに、その照射面から蛍光を取り出す構成である。これにより、従来のように蛍光および散乱励起光の影響により発光面積が拡大してしまうという課題が解決され、より超高輝度の白色光源が得られる。   First, by adopting the above configuration, the surface on which the excitation light is irradiated and the surface on which the fluorescence is extracted are made the same. That is, the light-emitting device according to the present invention is configured to irradiate the irradiation surface of the light-emitting unit with excitation light and to extract fluorescence from the irradiation surface. As a result, the problem that the light emitting area is enlarged due to the influence of fluorescence and scattered excitation light as in the prior art is solved, and a white light source with higher brightness can be obtained.

その上で、励起光が照射される発光部の面である照射面側に反射鏡が配置されている。これにより、射出された白色光をより効率的に一方向へ制御して投光することができ、白色光の利用効率を大きく向上させることができる。   In addition, a reflecting mirror is disposed on the irradiation surface side, which is the surface of the light emitting unit irradiated with excitation light. Thereby, the emitted white light can be more efficiently controlled and projected in one direction, and the utilization efficiency of white light can be greatly improved.

さらに本発明では、青色の励起光を出射する励起光源を用い、発光部での蛍光の発生に寄与することなく散乱された青色の励起光と発光部で発生した蛍光とを混合させて白色光を出力するため、励起光のエネルギーの利用効率を大きく向上させている。   Furthermore, in the present invention, an excitation light source that emits blue excitation light is used, and the blue excitation light scattered without contributing to the generation of fluorescence in the light emitting portion and the fluorescence generated in the light emitting portion are mixed to produce white light. Therefore, the use efficiency of the excitation light energy is greatly improved.

このように、本発明に係る発光装置は、従来の発光装置の課題を解決し、さらに、効率的に高輝度の白色光を得ることを可能とし、かつ、得られた白色光を効率的に投光することができるという効果を奏する。   As described above, the light-emitting device according to the present invention solves the problems of the conventional light-emitting device, enables to obtain high-luminance white light efficiently, and efficiently obtains the obtained white light. There is an effect that light can be projected.

さらに、本発明に係る発光装置では、上記発光部の、上記照射面とは反対側の面が金属に接する構成であってよい。   Furthermore, in the light-emitting device according to the present invention, the surface of the light-emitting portion opposite to the irradiation surface may be in contact with the metal.

上記構成によれば、発光部の、励起光の照射面とは反対側の面は白色光の出力に直接的に関与しておらず、その反対側の面が金属に接することにより、発光部で発生する熱を効率的に廃熱することができる。これにより、たとえ励起光としてレーザ光が用いられる強励起状態であっても、蛍光の発光効率の低下は生じない。また、発光部を透過してしまった励起光を金属面で反射させて再利用する構成も実現可能であるため、励起光のエネルギーの利用効率をさらに高めることができる。   According to the above configuration, the surface of the light emitting unit opposite to the excitation light irradiation surface is not directly involved in the output of white light, and the light emitting unit is in contact with the metal on the opposite side. The heat generated in can be efficiently wasted. Thereby, even if it is the strong excitation state in which a laser beam is used as excitation light, the fall of the luminous efficiency of fluorescence does not arise. In addition, since it is possible to realize a configuration in which the excitation light that has passed through the light emitting portion is reflected by the metal surface and reused, it is possible to further increase the energy utilization efficiency of the excitation light.

さらに、本発明に係る発光装置では、上記発光部の、上記照射面とは反対側の面が平坦である構成であってよい。   Furthermore, the light emitting device according to the present invention may be configured such that a surface of the light emitting unit opposite to the irradiation surface is flat.

上記構成とすることにより、当該反対側の面と、その面と当接する金属等との間の接触面積とを大きくすることができるため、発光部で発生する熱を効率的に廃熱することが可能となる。これにより、たとえ励起光としてレーザ光が用いられる強励起状態であっても、蛍光の発光効率の低下を起こさせることもなく、効率的な廃熱を行うことができる。   By adopting the above configuration, it is possible to increase the contact area between the opposite surface and the metal abutting on the opposite surface, so that the heat generated in the light emitting part is efficiently wasted. Is possible. Thereby, even in a strong excitation state in which laser light is used as excitation light, efficient waste heat can be performed without causing a decrease in fluorescence emission efficiency.

さらに、本発明に係る発光装置では、上記励起光源は、半導体レーザであってよい。   Furthermore, in the light emitting device according to the present invention, the excitation light source may be a semiconductor laser.

上述したように、本発明に係る発光装置は、透過型の発光装置の課題を解決し、さらに、効率的に高輝度の白色光を得ることを可能とし、得られた白色光を効率的に投光することができる。このとき、励起光源がレーザ光であれば、例えばＬＥＤが励起光源として用いられている場合に比べて、小さな面積を励起することによって超高輝度の点光源を得ることができ、さらに高い効率で白色照明光を得ることができる。   As described above, the light-emitting device according to the present invention solves the problems of the transmissive light-emitting device, further enables to obtain high-intensity white light efficiently, and efficiently obtains the obtained white light. Can be flooded. At this time, if the excitation light source is a laser beam, for example, an ultra-high brightness point light source can be obtained by exciting a small area, compared with the case where an LED is used as the excitation light source, with higher efficiency. White illumination light can be obtained.

さらに、本発明に係る発光装置では、上記発光部が、上記照射面に照射された励起光を散乱する励起光散乱体を含む構成であってよい。   Furthermore, in the light emitting device according to the present invention, the light emitting unit may include an excitation light scatterer that scatters the excitation light irradiated on the irradiation surface.

たとえば励起光がレーザ光である場合、レーザ光は、単位面積当たりのパワー密度が高く、レーザ光が反射光として発光装置から出力された場合には安全性を害する危険が高い。   For example, when the excitation light is laser light, the laser light has a high power density per unit area, and there is a high risk of harming safety when the laser light is output as reflected light from the light emitting device.

そのため、発光部の照射面でレーザ光を広い範囲に散乱させることができれば、単位面積当たりのパワー密度を低下させて発光装置の外部に出すことができるため、何らの対策も講じない場合に比べて安全性を高めることができる。   Therefore, if the laser light can be scattered over a wide range on the irradiation surface of the light emitting unit, the power density per unit area can be reduced and output to the outside of the light emitting device, compared to the case where no measures are taken. Safety.

したがって、発光部が、照射面に照射された励起光を散乱する励起光散乱体を含むことにより、発光部の照射面でレーザ光が散乱され、発光装置の安全性を高めることができるという効果を有する。   Therefore, when the light emitting unit includes the excitation light scatterer that scatters the excitation light irradiated on the irradiation surface, the laser light is scattered on the irradiation surface of the light emitting unit, and the safety of the light emitting device can be improved. Have

さらに、本発明に係る発光装置では、上記照射面の表面粗さは、算術平均粗さ（Ｒａ）が上記励起光の波長以上であり、最大高さ（Ｒｙ）が上記算術平均粗さの２倍以上であってよい。   Furthermore, in the light emitting device according to the present invention, the surface roughness of the irradiated surface is such that the arithmetic average roughness (Ra) is equal to or greater than the wavelength of the excitation light, and the maximum height (Ry) is 2 of the arithmetic average roughness. It may be more than double.

照射面の表面粗さにおいて、算術平均粗さ（Ｒａ）が上記励起光の波長以上であり、最大高さ（Ｒｙ）が上記算術平均粗さの２倍以上であることにより、発光部の照射面でレーザ光を広い範囲に散乱させることができ、安全性の高い発光装置を実現できることが本願発明の発明者らによって見出された。   In the surface roughness of the irradiated surface, the arithmetic mean roughness (Ra) is not less than the wavelength of the excitation light, and the maximum height (Ry) is not less than twice the arithmetic mean roughness. It has been found by the inventors of the present invention that a laser beam can be scattered over a wide range on the surface and a highly safe light-emitting device can be realized.

ここで、発光部の照射面の表面粗さを規定する上記の数値範囲は、単位面積当たりのパワー密度が高い励起光がレーザ光である場合を考慮したものである。それゆえ、単位面積当たりのパワー密度がレーザ光よりも低いＬＥＤを励起光として用いたときであっても、安全性は十分に担保される。   Here, the above numerical range that defines the surface roughness of the irradiation surface of the light emitting portion takes into consideration the case where the excitation light having a high power density per unit area is laser light. Therefore, even when an LED having a power density per unit area lower than that of laser light is used as excitation light, safety is sufficiently ensured.

さらに、本発明に係る発光装置では、上記照射面に対する上記励起光の照射角度は、２０度以上であることが好ましい。   Furthermore, in the light emitting device according to the present invention, the irradiation angle of the excitation light with respect to the irradiation surface is preferably 20 degrees or more.

上述したように、励起光がレーザ光である場合、発光部の照射面でレーザ光が反射してそのまま発光装置の外部に出ると安全性を害する危険が高い。   As described above, when the excitation light is laser light, there is a high risk of harming safety if the laser light is reflected off the irradiation surface of the light emitting unit and goes directly outside the light emitting device.

この点、本願発明者らは、照射面に対するレーザ光の照射角度を２０度以上とすることにより、照射面でのレーザ光の反射を抑えることができること、それにより発光装置の安全性が担保されることを見出した。   In this regard, the inventors of the present application can suppress the reflection of the laser beam on the irradiation surface by setting the irradiation angle of the laser beam to the irradiation surface to 20 degrees or more, thereby ensuring the safety of the light emitting device. I found out.

そして、照射面に対する励起光の照射角度を規定する上記の数値範囲は、単位面積当たりのパワー密度が高い励起光がレーザ光である場合を考慮したものである。それゆえ、単位面積当たりのパワー密度がレーザ光よりも低いＬＥＤを励起光として用いたときであっても、十分に安全性が担保される。   The above numerical range that defines the irradiation angle of the excitation light with respect to the irradiation surface takes into consideration the case where the excitation light having a high power density per unit area is laser light. Therefore, even when an LED having a power density per unit area lower than that of laser light is used as excitation light, safety is sufficiently ensured.

さらに、本発明に係る発光装置では、上記励起光散乱体は、上記励起光を受けて発光する蛍光体であることが好ましい。   Furthermore, in the light emitting device according to the present invention, the excitation light scatterer is preferably a phosphor that emits light upon receiving the excitation light.

上述したように、発光部が、照射面に照射された励起光を散乱する励起光散乱体を含むことにより、発光部の照射面でレーザ光が散乱され、発光装置の安全性を高めることができる。そして、励起光散乱体が蛍光体であることにより、蛍光体に励起光が入射することで、励起光の散乱に加え、さらに蛍光体から蛍光を発生させることもできる。   As described above, when the light emitting unit includes the excitation light scatterer that scatters the excitation light irradiated on the irradiation surface, the laser light is scattered on the irradiation surface of the light emitting unit, thereby improving the safety of the light emitting device. it can. Since the excitation light scatterer is a phosphor, the excitation light is incident on the phosphor, and in addition to scattering of the excitation light, fluorescence can also be generated from the phosphor.

これにより、発光装置の安全性を高めることができ、かつ、発光効率の高い発光装置を実現することができる。   Thereby, the safety | security of a light-emitting device can be improved and the light-emitting device with high luminous efficiency is realizable.

さらに、本発明に係る発光装置では、上記励起光散乱体は、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＣａＦ２、Ｎａ２ＣＯ３、ＴｉＯ２、ＳｉＮ、及びＡＩＮのうち少なくとも１つであることが好ましい。 Furthermore, in the light emitting device according to the present invention, the excitation light scatterer is preferably at least one of Al 2 O 3 , SiO 2 , CaF 2 , Na 2 CO 3 , TiO 2 , SiN, and AIN. .

上記構成によれば、蛍光体は、上記励起光を受けて発光するとともに、さらに、上記照射面に照射された励起光を散乱する。   According to the above configuration, the phosphor emits light upon receiving the excitation light, and further scatters the excitation light irradiated on the irradiation surface.

これにより、例えば、励起光がレーザ光である場合、単位面積当たりのパワー密度を低下させることができるため、発光装置の安全性を高めることができる。さらに、このとき、発光部の照射面の表面粗さ、及び照射面に対するレーザ光の照射角度からは独立した方法として、上記各構成を位置付けることができる。   Thereby, for example, when the excitation light is laser light, the power density per unit area can be reduced, so that the safety of the light emitting device can be improved. Furthermore, at this time, each of the above-described configurations can be positioned as a method independent of the surface roughness of the irradiation surface of the light emitting unit and the irradiation angle of the laser beam with respect to the irradiation surface.

これにより、本発明に係る発光装置は、白色光を出力するとともに、安全性が担保された装置をユーザに提供することができる。   As a result, the light emitting device according to the present invention can output white light and provide a user with a device that ensures safety.

さらに、上記励起光散乱体は、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＣａＦ２、Ｎａ２ＣＯ３、ＴｉＯ２、ＳｉＮ、及びＡＩＮのうち少なくとも１つであってよい。 Further, the excitation light scatterer may be at least one of Al 2 O 3 , SiO 2 , CaF 2 , Na 2 CO 3 , TiO 2 , SiN, and AIN.

これらの材料は入手しやすいため、励起光散乱体を含む発光部を容易に実現することができる。このうち、Ａｌ２Ｏ３は、熱伝導率が高いことから最も望ましい。また、ＳｉＮ、ＡｌＮは、励起光の吸収体になる可能性があることを勘案して、励起光散乱体として用いればよい。 Since these materials are easily available, a light emitting portion including an excitation light scatterer can be easily realized. Of these, Al 2 O 3 is most desirable because of its high thermal conductivity. SiN and AlN may be used as an excitation light scatterer in consideration of the possibility of becoming an excitation light absorber.

さらに、本発明に係る発光装置では、上記励起光が照射される上記照射面が、上記励起光を受けて発光する蛍光体を含有する第１領域と、当該蛍光体が含有されていない第２領域とを有する構成であってよい。   Furthermore, in the light emitting device according to the present invention, the irradiation surface irradiated with the excitation light has a first region containing a phosphor that emits light upon receiving the excitation light, and a second region not containing the phosphor. And a region having a region.

本発明に係る発光装置では、必ずしも照射面すべてが励起光を受けて発光する蛍光体を含有する必要はない。すなわち、蛍光体を含有しない領域を照射面に設けてよく、それにより蛍光体の材料費を低減することができる。また、蛍光体を含有しない領域を有することにより、後述の構成・効果を実現させることができる。   In the light emitting device according to the present invention, it is not always necessary to include a phosphor that emits light by receiving excitation light on the entire irradiation surface. That is, a region that does not contain the phosphor may be provided on the irradiated surface, thereby reducing the material cost of the phosphor. Moreover, the structure and effect mentioned later are realizable by having the area | region which does not contain fluorescent substance.

さらに、本発明に係る発光装置では、上記励起光が照射される上記照射面が、上記励起光を受けて発光する蛍光体を含有する第１領域と、当該蛍光体が含有されていない第２領域とを有し、
上記第２領域には、上記励起光散乱体が含有されている構成であってよい。 Furthermore, in the light emitting device according to the present invention, the irradiation surface irradiated with the excitation light has a first region containing a phosphor that emits light upon receiving the excitation light, and a second region not containing the phosphor. And having an area
The second region may include the excitation light scatterer.

たとえば励起光がレーザ光である場合、レーザ光は、単位面積当たりのパワー密度が高く、レーザ光が反射光として発光装置から出力された場合には安全性を害する危険が高い。そのため、発光部の照射面で励起光散乱体によってレーザ光を広い範囲に散乱させることができれば、単位面積当たりのパワー密度を低下させて発光装置の外部に出すことができるため、何らの対策も講じない場合に比べて安全性を高めることができる。   For example, when the excitation light is laser light, the laser light has a high power density per unit area, and there is a high risk of harming safety when the laser light is output as reflected light from the light emitting device. Therefore, if the laser light can be scattered over a wide range by the excitation light scatterer on the irradiation surface of the light emitting unit, the power density per unit area can be reduced and output to the outside of the light emitting device. Safety can be improved compared to when not taking.

一方で、照射面に蛍光体が含有されていれば、その蛍光体に励起光が照射されることにより、蛍光体から蛍光を発生させることができる。   On the other hand, if a phosphor is contained on the irradiated surface, fluorescence can be generated from the phosphor by irradiating the phosphor with excitation light.

したがって、本発明に係る発光装置は、上記構成を備えることにより、安全性を高めつつ、さらに、上記照射面で励起光散乱体によって散乱される上記励起光と、上記第１領域に含有される上記蛍光体からの発光とにより混色された光を生成することができる。   Therefore, the light emitting device according to the present invention includes the excitation light scattered by the excitation light scatterer on the irradiation surface and the first region while improving safety by including the above-described configuration. Light mixed with light emitted from the phosphor can be generated.

さらに、本発明に係る発光装置では、上記第２領域の表面に、上記励起光の波長よりも大きい凹凸が形成されている構成であってよい。   Furthermore, the light emitting device according to the present invention may have a configuration in which irregularities larger than the wavelength of the excitation light are formed on the surface of the second region.

第２領域の表面に励起光の波長よりも大きい凹凸が形成されていることにより、当該表面に照射される励起光は、広い範囲に散乱されることを本願発明の発明者らは見出した。これにより、単位面積当たりの励起光のパワー密度を低下させて発光装置の外部に出すことができるため、何らの対策も講じない場合に比べて安全性を高めることができる。   The inventors of the present invention have found that the irregularities larger than the wavelength of the excitation light are formed on the surface of the second region, so that the excitation light irradiated on the surface is scattered in a wide range. As a result, the power density of the excitation light per unit area can be reduced and output to the outside of the light emitting device, so that the safety can be improved compared to the case where no measures are taken.

なお、励起光の波長よりも大きい凹凸とは、例えば励起光が４５０ｎｍの波長であれば、２つの凹間あるいは２つの凸間の距離が４５０ｎｍよりも大きいことを言う。また、このことは、２つの凹間あるいは２つの凸間すべてが該当する必要はなく、その一部のみが該当する場合であっても、何らの対策を講じていない場合に比べて確実に安全性を高めることができる。   The unevenness larger than the wavelength of the excitation light means that, for example, if the excitation light has a wavelength of 450 nm, the distance between the two concaves or the distance between the two convexes is larger than 450 nm. Also, this is not necessarily the case between two concaves or all two convexes, and even if only a part of them is true, it is definitely safer than when no measures are taken. Can increase the sex.

さらに、本発明に係る発光装置では、上記照射面で散乱される上記励起光と、上記第１領域に含有される上記蛍光体から出射される発光との光量に係る比率が、上記第１領域および上記第２領域によって制御される構成であってよい。   Furthermore, in the light emitting device according to the present invention, a ratio relating to a light amount between the excitation light scattered on the irradiation surface and light emitted from the phosphor contained in the first region is a ratio of the first region. And the structure controlled by the said 2nd area | region may be sufficient.

上記照射面で散乱される上記励起光と、上記第１領域に含有される上記蛍光体から出射される発光との光量に係る比率を、例えば第１領域および第２領域の面積、配置、各領域の形成方法を変更することにより、適宜制御することができる。このように、本発明に係る発光装置は、上記光量に係る比率を制御することにより、ユーザの求める色の光を生成することができる。   For example, the ratio of the excitation light scattered on the irradiation surface and the amount of light emitted from the phosphor contained in the first region may be set as the area of the first region and the second region, the arrangement, By changing the formation method of the region, it can be controlled as appropriate. Thus, the light-emitting device according to the present invention can generate light of a color desired by the user by controlling the ratio relating to the light amount.

さらに、本発明に係る発光装置では、上記反射鏡は、回転軸を中心として図形を回転させることによって形成される曲面を有し、
上記発光部は、上記照射面とは反対側の面が、上記回転軸と上記曲面との距離が大きくなる方向を向いている構成であってよい。 Furthermore, in the light emitting device according to the present invention, the reflecting mirror has a curved surface formed by rotating a figure about the rotation axis,
The light emitting unit may be configured such that a surface opposite to the irradiation surface faces a direction in which a distance between the rotation axis and the curved surface is increased.

上記構成とすることにより、反射鏡の対称軸に対する励起光の光軸の角度をより小さい角度にすることができる。これにより、励起光源の配設位置をより柔軟に変更することが可能となるため、発光装置を計量・コンパクトに設計することができる。さらに、上記構成とすることで、反射鏡の開口部から内部を肉眼で覗き込んだ場合にも、発光部において励起光の当たっている最も輝度が高い部分を直接目にすることはないため、網膜障害等が発生しない安全面の利点も得られる。   By setting it as the said structure, the angle of the optical axis of the excitation light with respect to the symmetry axis of a reflective mirror can be made into a smaller angle. Thereby, since it becomes possible to change the arrangement | positioning position of an excitation light source more flexibly, a light-emitting device can be designed in measurement and compactly. Furthermore, with the above configuration, even when looking into the inside from the opening of the reflecting mirror with the naked eye, the light emitting part does not directly see the part with the highest luminance that is exposed to the excitation light, There is also a safety advantage that no retinal damage or the like occurs.

さらに、本発明に係る発光装置では、上記反射鏡は、パラボラミラーであってよい。   Furthermore, in the light emitting device according to the present invention, the reflecting mirror may be a parabolic mirror.

反射鏡がパラボラミラーであれば、パラボラミラーの焦点位置に発光部を配置することにより、発光部から出射した光をパラボラミラーの反射曲面に反射させて、その光路を制御することができる。また、パラボラミラーの焦点位置に発光部を配置することにより、発光部の蛍光を所定の立体角内に効率的に投光することができ、その結果、蛍光の利用効率を高めることができる。   If the reflecting mirror is a parabolic mirror, by arranging the light emitting portion at the focal position of the parabolic mirror, the light emitted from the light emitting portion can be reflected on the reflection curved surface of the parabolic mirror, and its optical path can be controlled. Further, by arranging the light emitting unit at the focal position of the parabolic mirror, the fluorescence of the light emitting unit can be efficiently projected within a predetermined solid angle, and as a result, the use efficiency of the fluorescence can be enhanced.

さらに、本発明に係る発光装置では、上記反射鏡は、上記発光部上に複数の焦点位置を有する形状であることが好ましい。   Furthermore, in the light emitting device according to the present invention, it is preferable that the reflecting mirror has a shape having a plurality of focal positions on the light emitting unit.

反射鏡の形状が複数の焦点位置を有するのであれば、それぞれの焦点位置に対応する位置に載置された発光部に励起光源を照射すると、発光装置から出力される白色光の投光特性を異なるものとすることができる。   If the shape of the reflecting mirror has a plurality of focal positions, when the excitation light source is irradiated to the light emitting unit placed at the position corresponding to each focal position, the light projection characteristic of the white light output from the light emitting device is obtained. Can be different.

したがって、本発明に係る発光装置は、上記構成とすることにより、バリエーション豊かな投光パターンを実現することができる。   Therefore, the light-emitting device according to the present invention can realize a light-projection pattern rich in variations by adopting the above configuration.

なお、反射鏡の形状は、発光部上に複数の焦点位置を有するのであれば、特に限定されない。   The shape of the reflecting mirror is not particularly limited as long as it has a plurality of focal positions on the light emitting unit.

さらに、本発明に係る発光装置では、上記励起光源は、上記反射鏡の形状に応じて、上記照射面に対する上記励起光の照射位置を調整可能であることが好ましい。   Furthermore, in the light emitting device according to the present invention, it is preferable that the excitation light source can adjust the irradiation position of the excitation light with respect to the irradiation surface in accordance with the shape of the reflecting mirror.

上記構成によれば、照射面に対する励起光の照射位置を調整することができるため、反射鏡の形状が変わることで反射鏡の焦点位置に変化が生じた場合であっても、容易に対応することができる。それゆえ、反射鏡の形状に係らず、バリエーション豊かな投光パターンを実現する構成を保持することができる。   According to the above configuration, since the irradiation position of the excitation light on the irradiation surface can be adjusted, even when the focal position of the reflecting mirror changes due to the change in the shape of the reflecting mirror, it can be easily handled. be able to. Therefore, regardless of the shape of the reflecting mirror, it is possible to maintain a configuration that realizes a light projection pattern that is rich in variations.

さらに、本発明に係る発光装置では、上記発光部は、上記照射面に対する上記励起光の照射位置に応じて、含有する蛍光体材料が異なることが好ましい。   Furthermore, in the light-emitting device according to the present invention, it is preferable that the light-emitting portion includes different phosphor materials depending on the irradiation position of the excitation light with respect to the irradiation surface.

同じ励起光を照射しても、蛍光材料が異なれば出力される白色光の色度などは相違する。そのため、本発明に係る発光装置は、照射面に対する励起光の照射位置に応じて含有する蛍光体材料が異なることにより、励起光の照射位置によって出力する白色光に変化を与えることができる。そして、バリエーション豊かな投光パターンをユーザに提供することができる。   Even if the same excitation light is irradiated, the chromaticity of the white light output is different if the fluorescent material is different. Therefore, the light emitting device according to the present invention can change the white light output depending on the irradiation position of the excitation light, depending on the phosphor material contained depending on the irradiation position of the excitation light on the irradiation surface. In addition, it is possible to provide a user with a light projection pattern rich in variations.

さらに、本発明は、車両用前照灯であってよい。   Furthermore, the present invention may be a vehicle headlamp.

さらに、本発明は、照明装置であってよい。   Furthermore, the present invention may be a lighting device.

本発明に係る発光装置は、車両用前照灯や照明装置などに好適に適用することができる。これにより、例えば本発明に係る発光装置を車両用前照灯に適用した場合、透過型の発光装置の課題を解決することができ、かつ、青色の励起光から白色光を出力することが可能な車両用前照灯を実現することができる。   The light emitting device according to the present invention can be suitably applied to a vehicle headlamp, a lighting device, and the like. Thus, for example, when the light-emitting device according to the present invention is applied to a vehicle headlamp, the problems of the transmission-type light-emitting device can be solved, and white light can be output from blue excitation light. A vehicular headlamp can be realized.

本発明に係る発光装置は、以上のように、青色の励起光を出射する励起光源と、上記励起光源から出射された励起光を受けて蛍光を発する発光部と、上記励起光が照射される上記発光部の面である照射面側に配置され、上記発光部が発生させた蛍光を反射する反射鏡とを備える構成である。   As described above, the light emitting device according to the present invention is irradiated with the excitation light source that emits the blue excitation light, the light emitting unit that emits the fluorescence upon receiving the excitation light emitted from the excitation light source, and the excitation light. It is a structure provided with the reflective mirror which is arrange | positioned at the irradiation surface side which is the surface of the said light emission part, and reflects the fluorescence which the said light emission part generated.

それゆえ、高い効率で白色の点光源を得ることができ、得られた白色照明光を高い効率で投光することが可能な発光装置を実現することができるという効果を奏する。   Therefore, there is an effect that a white point light source can be obtained with high efficiency, and a light emitting device capable of projecting the obtained white illumination light with high efficiency can be realized.

本発明は、レーザ等の固体発光素子を励起光源として蛍光体を励起することによって高い効率で白色の点光源を得ることができ、得られた白色照明光を高い効率で投光することが可能な発光装置に関し、そのような発光装置、照明装置、及び車両用前照灯に特に好適に適用することができる。   The present invention can obtain a white point light source with high efficiency by exciting a phosphor using a solid-state light emitting element such as a laser as an excitation light source, and can project the obtained white illumination light with high efficiency. In particular, the present invention can be suitably applied to such a light emitting device, a lighting device, and a vehicle headlamp.

１、２０〜２４ 照明装置
２ レーザ素子（励起光源）
３ レンズ
４ 発光部
４ａ 蛍光部（励起光散乱体）
４ｂ 透明粒子部（励起光散乱体）
５ パラボラミラー（反射鏡）
５ａ 符号
５ｂ 開口部
６ 窓部
７ 金属ベース
８ フィン
１０ 自動車
１４、１４ａ・１４ｂ・１４ｃ 反射ミラー
５０ 立上ミラー
５５ 複合ミラー（反射鏡）
５５ａ パラボラミラー（反射鏡）
５５ｂ 楕円面ミラー（反射鏡）
６０ ＡＲコート
６１ 励起光散乱体
Ｐ１ 焦点位置
Ｐ２ 焦点位置 1, 20-24 Illumination device 2 Laser element (excitation light source)
3 Lens 4 Light emitting part 4a Fluorescent part (excitation light scatterer)
4b Transparent particle part (excitation light scatterer)
5 Parabolic mirror (reflector)
5a Symbol 5b Opening 6 Window
7 Metal base 8 Fin 10 Automotive 14, 14 a, 14 b, 14 c Reflective mirror 50 Rising mirror 55 Composite mirror (reflecting mirror)
55a Parabolic mirror
55b Elliptical mirror (reflecting mirror)
60 AR coat 61 Excitation light scatterer P1 Focus position P2 Focus position

Claims (2)

白色光を出力可能な発光装置であって、
青色の励起光を出射する励起光源と、
上記励起光源から出射された励起光を受けて蛍光を発する蛍光体を含む発光部と、を備え、
上記蛍光体は、上記励起光が照射される面である照射面において上記蛍光を発し、
上記発光部は、上記照射面に照射された上記励起光を散乱する、上記蛍光体とは異なる励起光散乱体を粒子として上記照射面に含み、
上記照射面において、上記蛍光体の粒子および上記励起光散乱体に上記励起光が照射されることを特徴とする発光装置。 A light emitting device capable of outputting white light,
An excitation light source that emits blue excitation light;
A light emitting unit including a phosphor that emits fluorescence in response to excitation light emitted from the excitation light source, and
The phosphor emits the fluorescence on an irradiation surface that is a surface irradiated with the excitation light,
The light emitting unit includes the excitation light scatterer, which is different from the phosphor, that scatters the excitation light irradiated on the irradiation surface as particles,
The light emitting device, wherein the excitation light is irradiated onto the phosphor particles and the excitation light scatterer on the irradiation surface. 上記照射面における上記蛍光体を含む領域と、上記励起光散乱体を含む領域との面積比により、上記発光装置から出力される光の色度が調整されることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。   The chromaticity of light output from the light emitting device is adjusted by an area ratio between a region including the phosphor and a region including the excitation light scatterer on the irradiation surface. The light-emitting device of description.
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