JP5722068B2 - Light source device, lighting device and vehicle headlamp - Google Patents

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要介 前村
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Description

本発明は、レーザ光源を備える光源装置に関し、より詳細には、レーザ光を照明光として照射する光源装置、当該光源装置を備えた照明装置および車両用前照灯に関するものである。   The present invention relates to a light source device including a laser light source, and more particularly to a light source device that irradiates laser light as illumination light, an illumination device including the light source device, and a vehicle headlamp.

近年、白熱電球、蛍光灯または放電管のような各種の光源に代えて、レーザ光源を備え、当該レーザ光源から発振されるレーザ光を利用した光源装置が提案されている。   In recent years, a light source device that includes a laser light source instead of various light sources such as an incandescent bulb, a fluorescent lamp, or a discharge tube and uses laser light oscillated from the laser light source has been proposed.

このようなレーザ光源を備える光源装置に関する技術として、特許文献１には、半導体レーザ素子と、光ファイバと、波長変換部材とを備えた発光装置が開示されている。特許文献１の発光装置では、波長変換部材は蛍光物質を有しており、当該蛍光物質が半導体レーザ素子から発振されたレーザ光を吸収して波長変換し、任意の波長域（色）の蛍光を照明光として照射する。   As a technique related to a light source device including such a laser light source, Patent Document 1 discloses a light emitting device including a semiconductor laser element, an optical fiber, and a wavelength conversion member. In the light emitting device of Patent Document 1, the wavelength conversion member has a fluorescent material, and the fluorescent material absorbs the laser light oscillated from the semiconductor laser element to convert the wavelength, and the fluorescence in an arbitrary wavelength region (color). Is irradiated as illumination light.

一方、レーザ光の波長変換を行わず、レーザ光を照明光として照射する技術として、特許文献２には、レーザ光源と、ライトガイドと、照明レンズとを備えた内視鏡装置が開示されている。特許文献２の内視鏡装置では、照明レンズはライトガイドの先端に設けられており、当該ライトガイドは、レーザ光源から発振されたレーザ光を照明レンズまで導光する。照明レンズは、ライトガイドとともに身体内部の任意の患部まで挿入され、導光されたレーザ光を照明光として照射する。   On the other hand, as a technique for irradiating laser light as illumination light without performing wavelength conversion of laser light, Patent Document 2 discloses an endoscope apparatus including a laser light source, a light guide, and an illumination lens. Yes. In the endoscope apparatus of Patent Document 2, an illumination lens is provided at the tip of a light guide, and the light guide guides laser light oscillated from a laser light source to the illumination lens. The illumination lens is inserted to an arbitrary affected part inside the body together with the light guide, and irradiates the guided laser beam as illumination light.

また、レーザ光を照明光として照射するものではないが、レーザ光を空間へ放出する技術として、特許文献３には、半導体レーザ素子と、光散乱部材とを備えた光送信デバイスが開示されている。特許文献３の光送信デバイスでは、半導体レーザ素子は光散乱部材によって覆われており、当該光散乱部材の光散乱機能により、半導体レーザ素子から発振されたレーザ光を放射する。   Further, although not irradiating laser light as illumination light, Patent Document 3 discloses an optical transmission device including a semiconductor laser element and a light scattering member as a technique for emitting laser light to space. Yes. In the optical transmission device of Patent Document 3, the semiconductor laser element is covered with a light scattering member, and the laser light emitted from the semiconductor laser element is emitted by the light scattering function of the light scattering member.

ここで、半導体レーザ素子などのレーザ光源は、小さな発光点から高いエネルギーを放出する超高輝度光源と言える。超高輝度光源から放射されたレーザ光は、レンズやミラーなどの光学手段により容易に良好な投光性を得ることができる。   Here, a laser light source such as a semiconductor laser element can be said to be an ultra-high brightness light source that emits high energy from a small light emitting point. The laser light emitted from the ultra-high brightness light source can easily obtain a good light projecting property by optical means such as a lens or a mirror.

一方、レーザ光の発光点はエネルギー密度が高いため、例えば、人の目で直接発光点を見た場合、或いはレンズなどを通して見た場合に、集光されたレーザ光のエネルギーが網膜上の微小な面積に集中し、網膜を損傷させてしまうおそれがある。   On the other hand, since the light emission point of the laser light has a high energy density, for example, when the light emission point is directly seen by the human eye or when viewed through a lens, the energy of the collected laser light is very small on the retina. Concentrate on a large area and damage the retina.

このため、レーザ光を用いて照明する場合において、（１）良好な投光性と、（２）人の目に安全なアイセーフとを同時に実現することができる技術の開発が望まれている。   For this reason, in the case of illuminating using laser light, it is desired to develop a technique capable of simultaneously realizing (1) good light projecting property and (2) eye-safe safe for human eyes.

特開２００８−４３７５４号公報（２００８年２月２８日公開）JP 2008-43754 A (published February 28, 2008) 特開２００２−９５６３４号公報（２００２年４月２日公開）JP 2002-95634 A (published on April 2, 2002) 特開２００６−３５２１０５号公報（２００６年１２月２８日公開）JP 2006-352105 A (released on December 28, 2006)

しかしながら、特許文献１では、一部のレーザ光が蛍光物質によって波長変換されずに照明光に含まれて照射された場合、（２）人の目に安全なアイセーフが得られない。   However, in patent document 1, when a part of laser light is irradiated and included in the illumination light without being wavelength-converted by the fluorescent substance, (2) it is not possible to obtain a safe eye-safe for human eyes.

また、特許文献２は、内視鏡に関する技術であるため、通常の使用態様においてレーザ光が人の目に入る蓋然性は極めて低い。このため、レーザ光源から発振されたレーザ光をそのまま照明光として照射しており、（２）人の目に安全なアイセーフについて何ら考慮されていない。   Moreover, since patent document 2 is a technique regarding an endoscope, the probability that a laser beam enters a human eye in a normal usage mode is extremely low. For this reason, the laser beam oscillated from the laser light source is directly irradiated as illumination light, and (2) no eye-safety is taken into consideration for human eyes.

さらに、特許文献３では、半導体レーザ素子から発振されたレーザ光を、当該半導体レーザ素子を覆って設けられた光散乱部材によって散乱させることで、（２）人の目に安全なアイセーフを実現している。しかし、レーザ光を光散乱部材から放射する構成であるため、（１）良好な投光性を得ることができない。   Further, in Patent Document 3, laser light oscillated from a semiconductor laser element is scattered by a light scattering member provided so as to cover the semiconductor laser element. ing. However, since it is the structure which radiates | emits a laser beam from a light-scattering member, (1) favorable light projection property cannot be obtained.

本発明は、上記従来の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、レーザ光を用いて照明する場合において、良好な投光性と、人の目に安全なアイセーフとを同時に実現することができる光源装置、当該光源装置を備えた照明装置および車両用前照灯を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and an object thereof is to simultaneously realize a good light projecting property and an eye-safe that is safe for human eyes when illuminating with laser light. An object of the present invention is to provide a light source device, an illumination device including the light source device, and a vehicle headlamp.

本発明に係る光源装置は、上記課題を解決するために、レーザ光を発振するレーザ光源と、前記レーザ光源から離間した位置に配置され、入射したレーザ光を拡散しつつ透過する拡散部材と、前記レーザ光源から発振されたレーザ光を所定のビーム径に広げて、前記拡散部材に投光する投光部材とを備えることを特徴としている。   In order to solve the above problems, a light source device according to the present invention includes a laser light source that oscillates laser light, a diffusion member that is disposed at a position separated from the laser light source and transmits incident laser light while diffusing, And a light projecting member that spreads laser light oscillated from the laser light source to a predetermined beam diameter and projects the light onto the diffusion member.

上記の構成によれば、投光部材は、レーザ光源から発振されたレーザ光を所定のビーム径に広げて投光する。このため、レーザ光を所定の照明範囲に良好な投光性をもって照射することができる。   According to said structure, a light projection member spreads and projects the laser beam oscillated from the laser light source to a predetermined beam diameter. For this reason, it is possible to irradiate laser light with a good light projecting property to a predetermined illumination range.

その反面、投光部材により所定の照明範囲、特に、狭い照明範囲にレーザ光が投光された場合、発光点（例えば、レーザ光源）のエネルギー密度の高さが問題となる。すなわち、エネルギー密度が高い発光点を、外部から人の目で直接見た場合、或いは、レンズなどを通して見た場合、レーザ光Ｌ１のエネルギーが網膜上の微小な面積に集中し、網膜を損傷させてしまうおそれがある。   On the other hand, when the laser light is projected in a predetermined illumination range, particularly a narrow illumination range, by the light projecting member, the high energy density of the light emitting point (for example, laser light source) becomes a problem. That is, when a light emitting point having a high energy density is directly seen by the human eye from the outside or through a lens or the like, the energy of the laser light L1 is concentrated on a minute area on the retina, damaging the retina. There is a risk that.

そこで、上記の構成では、投光部材により投光されたレーザ光を拡散しつつ透過する拡散部材を備え、この拡散部材を透過したレーザ光を照明光として照射する。拡散部材によって、透過するレーザ光のエネルギーが分散されるため、外部から見たときの発光点の光密度を人の目に安全な値にまで低下させることができるようになる。   Therefore, in the above configuration, a diffusion member that diffuses and transmits the laser light projected by the light projecting member is provided, and the laser light transmitted through the diffusion member is irradiated as illumination light. Since the energy of the transmitted laser light is dispersed by the diffusing member, the light density at the light emitting point when viewed from the outside can be reduced to a value safe for human eyes.

このように、投光部材によって投光されたレーザ光を拡散部材に透過させることにより、外部から見たときに、拡散部材を光密度の低い安全な「見かけ上の光源（発光点）」として機能させることができる。これにより、人の目に安全なアイセーフを得ることができる。   In this way, by transmitting the laser light projected by the light projecting member to the diffusing member, when viewed from the outside, the diffusing member can be used as a safe “apparent light source (light emitting point)” having a low light density. Can function. Thereby, an eye safe safe for human eyes can be obtained.

それゆえ、上記の構成によれば、レーザ光を用いて照明する場合において、良好な投光性と、人の目に安全なアイセーフとを同時に実現することができる。   Therefore, according to the above configuration, when illuminating with laser light, it is possible to simultaneously realize good light projecting properties and eye-safe that is safe for human eyes.

また、本発明に係る光源装置では、前記投光部材は、前記レーザ光源から発振されたレーザ光を、略平行または所定の立体角で前記拡散部材に投光することが好ましい。   In the light source device according to the present invention, it is preferable that the light projecting member projects laser light oscillated from the laser light source onto the diffusing member in a substantially parallel or predetermined solid angle.

上記の構成によれば、投光部材は、レーザ光源から発振されたレーザ光を、略平行または所定の立体角で拡散部材に投光するため、必要に応じて照明範囲を制御することができる。すなわち、レーザ光を略平行で投光することにより、効率的に遠方を照明することができ、また、レーザ光を広い立体角で投光することにより、広い範囲を照明することができる。   According to the above configuration, the light projecting member projects the laser light oscillated from the laser light source to the diffusing member at a substantially parallel or predetermined solid angle, so that the illumination range can be controlled as necessary. . That is, it is possible to efficiently illuminate a distant place by projecting the laser light substantially in parallel, and it is possible to illuminate a wide range by projecting the laser light with a wide solid angle.

それゆえ、用途に応じて照明範囲を制御可能な光源装置を実現することができる。   Therefore, a light source device capable of controlling the illumination range according to the application can be realized.

また、本発明に係る光源装置では、前記投光部材は、前記所定のビーム径を広げることにより、前記拡散部材のレーザ光を出射する出射面の光密度を低下させることが好ましい。   In the light source device according to the present invention, it is preferable that the light projecting member lowers a light density of an emission surface that emits laser light of the diffusion member by expanding the predetermined beam diameter.

上記の構成によれば、投光部材は、所定のビーム径を広げることにより、拡散部材のレーザ光を出射する出射面の光密度を低下させる。このため、レーザ光の強度に応じて所定のビーム径を適宜変更することにより、拡散部材の出射面における光密度を人の目に安全な値にまで低下させることができる。   According to said structure, a light projection member reduces the optical density of the output surface which radiate | emits the laser beam of a diffusion member by expanding a predetermined beam diameter. For this reason, by appropriately changing the predetermined beam diameter according to the intensity of the laser light, the light density on the exit surface of the diffusing member can be reduced to a value safe for the human eye.

また、本発明に係る光源装置では、前記投光部材は、前記レーザ光源とは空間的に離間しており、且つ、前記レーザ光源から発振されたレーザ光を散乱させることにより、実質的に点光源として作用する散乱部材と、前記散乱部材により散乱されたレーザ光を前記拡散部材に向けて反射させる反射部材と、を備えることが好ましい。   In the light source device according to the present invention, the light projecting member is spatially separated from the laser light source, and substantially scatters the laser light oscillated from the laser light source. It is preferable to include a scattering member that acts as a light source and a reflection member that reflects the laser light scattered by the scattering member toward the diffusion member.

上記の構成によれば、レーザ光源から出射されたレーザ光は、散乱部材に照射され、散乱部材は、そのレーザ光を散乱させる。このとき、散乱部材は、光源装置において実質的に点光源として作用する。ここで、点光源とは、焦点を有するミラーやレンズなど光学手段の焦点位置に配置され、レーザ光を放射する小さな発光点として作用するものである。   According to said structure, the laser beam radiate | emitted from the laser light source is irradiated to a scattering member, and a scattering member scatters the laser beam. At this time, the scattering member substantially acts as a point light source in the light source device. Here, the point light source is arranged at the focal position of an optical means such as a mirror or lens having a focal point, and acts as a small light emitting point that emits laser light.

一般に、点光源が小さければ小さいほど、反射部材による光反射における投光性は向上する。したがって、容易に小径化できる散乱部材を実質的な点光源として作用させることにより、反射部材によってレーザ光を高い投光性で効率的に遠方を照明することができる。   In general, the smaller the point light source, the better the light projecting property in light reflection by the reflecting member. Accordingly, by causing the scattering member that can be easily reduced in diameter to act as a substantial point light source, it is possible to efficiently illuminate a distant place with high light projecting properties by the reflecting member.

それゆえ、上記の構成によれば、照明光の投光性を向上させることができる。   Therefore, according to said structure, the light projection property of illumination light can be improved.

また、本発明に係る光源装置では、前記散乱部材は、前記レーザ光源から発振されたレーザ光の一部により発光し、蛍光を発する蛍光体を含んでいることが好ましい。   In the light source device according to the present invention, it is preferable that the scattering member includes a phosphor that emits fluorescence by emitting a part of laser light oscillated from the laser light source.

上記の構成によれば、散乱部材は、レーザ光源から出射されたレーザ光が照射されると、蛍光体を用いて、そのレーザ光の一部を波長変換し、レーザ光とは異なる波長、すなわち、異なる色の蛍光を発光させることができる。   According to the above configuration, when the scattering member is irradiated with the laser beam emitted from the laser light source, the phosphor member is used to convert the wavelength of a part of the laser beam, which is a wavelength different from the laser beam, , Fluorescence of different colors can be emitted.

したがって、レーザ光源から出射されるレーザ光に加え、蛍光体が発する蛍光を用いて、照明することができる。それゆえ、様々なレーザ光と蛍光体とを組み合わせることにより、所望の色彩の照明光を照射することができる。   Therefore, in addition to the laser light emitted from the laser light source, the fluorescent light emitted from the phosphor can be used for illumination. Therefore, it is possible to irradiate illumination light of a desired color by combining various laser beams and phosphors.

また、本発明に係る光源装置では、前記レーザ光源は、可視光の波長域でレーザ光を発振することが好ましい。   In the light source device according to the present invention, it is preferable that the laser light source oscillates laser light in a visible light wavelength region.

上記の構成によれば、レーザ光源から発振された可視光の波長領のレーザ光を、そのまま照明光として利用することができる。   According to said structure, the laser beam of the wavelength range of visible light oscillated from the laser light source can be utilized as illumination light as it is.

また、本発明に係る光源装置では、前記レーザ光源は、青色レーザ光、緑色レーザ光および赤色レーザ光を少なくとも発振することが好ましい。   In the light source device according to the present invention, it is preferable that the laser light source oscillates at least blue laser light, green laser light, and red laser light.

上記の構成によれば、レーザ光源は、光の三原色である、青色、緑色および赤色のすべてを発振することができる。それゆえ、レーザ光源から出射されるレーザ光のみで白色の照明光を実現することができる。このような光源装置は、プロジェクタなどのディスプレイ用光源として用いる場合に特に有用である。   According to the above configuration, the laser light source can oscillate all of the three primary colors of light, blue, green and red. Therefore, white illumination light can be realized only by the laser light emitted from the laser light source. Such a light source device is particularly useful when used as a light source for a display such as a projector.

さらに、散乱部材が蛍光体を含むことにより、レーザ光のみによって白色の照明光を生成した際の演色性の悪化を蛍光体による広い波長の蛍光によって補うことができるため、色再現性を高めることができる。   Furthermore, since the scattering member includes a phosphor, the deterioration in color rendering when white illumination light is generated only by laser light can be compensated for by a wide wavelength of fluorescence by the phosphor, thereby improving color reproducibility. Can do.

また、本発明に係る光源装置では、前記レーザ光源は、青色レーザ光、緑色レーザ光および赤色レーザ光を少なくとも発振し、前記蛍光体は、黄色の蛍光を発する黄色蛍光体であることが好ましい。   In the light source device according to the present invention, it is preferable that the laser light source oscillates at least blue laser light, green laser light, and red laser light, and the phosphor is a yellow phosphor that emits yellow fluorescence.

上記の構成によれば、青色、緑色および赤色のレーザ光によって白色の照明光を生成した際の演色性の悪化を、黄色蛍光体による広い波長の蛍光により好適に補うことができる。特に、緑色・黄色・燈色・赤色に至る照明光の色再現性を高めることができる。   According to said structure, the deterioration of the color rendering property at the time of producing | generating white illumination light with a blue, green, and red laser beam can be suitably supplemented with the fluorescence of the wide wavelength by a yellow fluorescent substance. In particular, the color reproducibility of illumination light ranging from green, yellow, amber, and red can be enhanced.

また、本発明に係る光源装置では、前記レーザ光源は、互いに色の異なる複数のレーザ光源を含み、前記複数のレーザ光源に隣接して配置され、前記複数のレーザ光源から発振された各レーザ光が入射されると、当該各レーザ光を混合して前記散乱部材に照射するレーザ光混合部材をさらに備え、前記レーザ光混合部材は、前記複数のレーザ光源と対向して配置され、当該複数のレーザ光源から各レーザ光を入射させる光入射面と、当該光入射面から入射した各レーザ光を全反射させることにより、各レーザ光を混合しながら集束させる光反射面と、当該光反射面により集束された各レーザ光を出射する光出射面とを有し、前記散乱部材は、前記光出射面の近傍に配置されていることを特徴としている。   In the light source device according to the present invention, each of the laser light sources includes a plurality of laser light sources having different colors, is arranged adjacent to the plurality of laser light sources, and is oscillated from the plurality of laser light sources. Is further provided with a laser beam mixing member that mixes each laser beam and irradiates the scattering member, and the laser beam mixing member is disposed to face the plurality of laser light sources, A light incident surface on which each laser beam is incident from a laser light source, a light reflecting surface that converges each laser beam by mixing each laser beam incident from the light incident surface, and a light reflecting surface. A light emitting surface for emitting each focused laser beam, and the scattering member is disposed in the vicinity of the light emitting surface.

上記の構成によれば、レーザ光混合部材により混合された各レーザ光が散乱部材に入射されるので、光ムラのない均一な照明光を得ることができる。   According to said structure, since each laser beam mixed by the laser beam mixing member injects into a scattering member, uniform illumination light without a light nonuniformity can be obtained.

また、散乱部材がレーザ光混合部材の出射面の近傍に設けられているので、混合されたレーザ光を効率的に散乱部材の小さな面積に照射することができる。それゆえ、散乱部材を小径化して、損失の小さな点光源を得ることで、照明光の投光性を向上させることができる。   Moreover, since the scattering member is provided in the vicinity of the emission surface of the laser beam mixing member, the mixed laser beam can be efficiently irradiated onto a small area of the scattering member. Therefore, the light projecting property of the illumination light can be improved by reducing the diameter of the scattering member and obtaining a point light source with a small loss.

また、本発明に係る光源装置では、前記反射部材は、前記散乱部材から前記拡散部材に向かう方向に沿って位置する第１焦点および第２焦点を有しており、当該第１焦点に配置された前記散乱部材により散乱されたレーザ光を前記第２焦点に向けて反射させ、前記反射部材により反射されたレーザ光を所定の方向に投影するための投影レンズを備え、前記投影レンズは、前記拡散部材のレーザ光が入射される入力面および当該レーザ光を出射する出射面の少なくとも一方に当接して配置されているが好ましい。   In the light source device according to the present invention, the reflecting member has a first focal point and a second focal point that are located along a direction from the scattering member toward the diffusing member, and is disposed at the first focal point. A projection lens for reflecting the laser light scattered by the scattering member toward the second focal point and projecting the laser light reflected by the reflecting member in a predetermined direction; It is preferable that the diffusing member is disposed in contact with at least one of the input surface on which the laser beam is incident and the emission surface from which the laser beam is emitted.

上記の構成によれば、反射部材が２つの焦点を有する場合でも、反射部材により反射されたレーザ光を所定の方向に投影するための投影レンズを備えることにより、レーザ光を所定の方向に出力することができる。   According to the above configuration, even when the reflection member has two focal points, the laser beam is output in the predetermined direction by including the projection lens for projecting the laser beam reflected by the reflection member in the predetermined direction. can do.

また、上記の構成によれば、投影レンズを拡散部材に当接して設けることにより、投影レンズを備える場合であっても、光源装置の小型化を実現することができる。   Moreover, according to said structure, size reduction of a light source device is realizable even if it is a case where a projection lens is provided by contacting a diffusion member and providing a projection lens.

特に、投影レンズを拡散部材の出射面側に設けることにより、外観がクリアになるため、視覚的美観の観点から好ましい。   In particular, the provision of the projection lens on the light exit surface side of the diffusing member is preferable from the viewpoint of visual aesthetics because the appearance becomes clear.

本発明に係る光源装置では、前記拡散部材は、レーザ光が入射される入射面および当該レーザ光を出射する出射面の少なくとも一方に、微小な凹凸が形成されていることが好ましい。   In the light source device according to the present invention, it is preferable that the diffusing member has minute irregularities formed on at least one of an incident surface on which laser light is incident and an emission surface on which the laser light is emitted.

上記の構成によれば、レーザ光を拡散しつつ透過する拡散部材を容易に製造することができるため、拡散部材の製造コストを低減することができる。   According to said structure, since the diffusion member which permeate | transmits while diffusing a laser beam can be manufactured easily, the manufacturing cost of a diffusion member can be reduced.

本発明に係る光源装置では、前記拡散部材は、レーザ光が入射される入射面および当該レーザ光を出射する出射面の少なくとも一方に、サーフェスレリーフホログラムパターンまたはマイクロレンズアレイパターンが形成されていることが好ましい。   In the light source device according to the present invention, the diffusing member has a surface relief hologram pattern or a microlens array pattern formed on at least one of an incident surface on which laser light is incident and an exit surface from which the laser light is emitted. Is preferred.

上記の構成によれば、出力したレーザ光の拡がりを拡散部材により制御することができるため、照明光の投光性を向上させることができる。   According to said structure, since the spreading | diffusion of the output laser beam can be controlled by a diffusion member, the light projection property of illumination light can be improved.

本発明に係る照明装置は、上記課題を解決するために、上記光源装置を備えていることを特徴としている。   In order to solve the above-described problems, an illumination device according to the present invention includes the light source device.

上記の構成によれば、レーザ光を用いて照明する場合において、良好な投光性と、人の目に安全なアイセーフとを同時に実現することができる照明装置を提供することができる。   According to said structure, when illuminating using a laser beam, the illuminating device which can implement | achieve favorable light projection property and eye safe safe for a human eye simultaneously can be provided.

本発明に係る車両用前照灯は、上記課題を解決するために、上記光源装置を備えていることを特徴としている。   The vehicle headlamp according to the present invention includes the light source device to solve the above-described problems.

上記の構成によれば、レーザ光を用いて照明する場合において、良好な投光性と、人の目に安全なアイセーフとを同時に実現することができる車両用前照灯を提供することができる。   According to said structure, when illuminating using a laser beam, the vehicle headlamp which can implement | achieve favorable light projection property and eye safe safe for a human eye simultaneously can be provided. .

本発明に係る車両用前照灯では、前記光源装置を外部環境から保護するための車両用前照灯カバーとして構成されていることが好ましい。   The vehicle headlamp according to the present invention is preferably configured as a vehicle headlamp cover for protecting the light source device from the external environment.

上記の構成によれば、分散部材は、光源装置を外部環境から保護するための車両用前照灯カバーを兼ねているため、車両用前照灯の部品数を減少させることができ、車両用前照灯の小型化、および低コスト化を実現することができる。   According to the above configuration, since the dispersing member also serves as a vehicle headlamp cover for protecting the light source device from the external environment, the number of parts of the vehicle headlamp can be reduced. It is possible to reduce the size and cost of the headlamp.

以上のように、本発明に係る光源装置は、レーザ光を発振するレーザ光源と、前記レーザ光源から離間した位置に配置され、入射したレーザ光を拡散しつつ透過する拡散部材と、前記レーザ光源から発振されたレーザ光を所定のビーム径に広げて、前記拡散部材に投光する投光部材と、を備える。   As described above, the light source device according to the present invention includes a laser light source that oscillates laser light, a diffusion member that is disposed at a position separated from the laser light source and transmits incident laser light while diffusing, and the laser light source. A light projecting member that spreads the laser light oscillated from the above to a predetermined beam diameter and projects the light onto the diffusing member.

また、本発明に係る照明装置および車両用前照灯は、いずれも上記光源装置を備えている。   Moreover, the illuminating device and the vehicle headlamp according to the present invention each include the light source device.

それゆえ、レーザ光を用いて照明する場合において、良好な投光性と、人の目に安全なアイセーフとを同時に実現することができる光源装置、当該光源装置を備えた照明装置および車両用前照灯を提供することができる。   Therefore, in the case of illuminating with laser light, a light source device capable of simultaneously realizing good light projecting properties and eye-safe that is safe for human eyes, an illumination device including the light source device, and a vehicle front A lighting can be provided.

本発明に係る光源装置を備えるヘッドライトユニットの概略構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematic structure of a headlight unit provided with the light source device which concerns on this invention. 図１に示されるヘッドライトユニットから出力される照明光を白色とするためのレーザ光の組み合わせの一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the combination of the laser beam for making the illumination light output from the headlight unit shown by FIG. 1 white. （ａ）〜（ｄ）は、図１に示されるヘッドライトユニットから出力される照明光を白色とするためのレーザ光と蛍光との組み合わせの一例を示す模式図である。(A)-(d) is a schematic diagram which shows an example of the combination of the laser beam and fluorescence for making the illumination light output from the headlight unit shown by FIG. 1 white. 図１に示されるリフレクタの回転放物面を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the rotation paraboloid of the reflector shown by FIG. 本実施形態に係るヘッドライトユニットの変形例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the modification of the headlight unit which concerns on this embodiment. 本発明に係る光源装置の第１の実施例の概略構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematic structure of the 1st Example of the light source device which concerns on this invention. 本発明に係る光源装置の第２の実施例の概略構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematic structure of the 2nd Example of the light source device which concerns on this invention. 本発明に係る光源装置の第３の実施例の概略構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematic structure of the 3rd Example of the light source device which concerns on this invention. 本発明に係る光源装置の第４の実施例の概略構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematic structure of the 4th Example of the light source device which concerns on this invention. 本発明に係る光源装置の第５の実施例の概略構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematic structure of the 5th Example of the light source device which concerns on this invention. 図１０に示される光源装置が備える導光部を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the light guide part with which the light source device shown by FIG. 10 is provided.

本発明の実施の一形態について、図１〜図５に基づいて説明すれば、以下のとおりである。本実施形態では、本発明に係る光源装置を自動車用のヘッドライトユニットに適用した場合について説明する。   An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. In the present embodiment, a case where the light source device according to the present invention is applied to a headlight unit for an automobile will be described.

（１）ヘッドライトユニット１００の構成
まず、本実施形態に係るヘッドライトユニット（車両用前照灯）１００の構成について図１および図２を参照して説明する。図１は、本実施形態に係るヘッドライトユニット１００の概略構成を示す断面図である。図１に示されるように、ヘッドライトユニット１００は、光源装置１と、ハウジング１１と、ヘッドライトカバー１２とを備えている。ヘッドライトユニット１００は、搭載される自動車の前側両端部に、それぞれ１つずつ配置される。 (1) Configuration of Headlight Unit 100 First, the configuration of the headlight unit (vehicle headlamp) 100 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a headlight unit 100 according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, the headlight unit 100 includes a light source device 1, a housing 11, and a headlight cover 12. One headlight unit 100 is arranged at each of the front end portions of the mounted vehicle.

（２）光源装置１
光源装置１は、半導体レーザ素子（レーザ光源）２と、集光レンズ３と、光ファイバ４と、凸レンズ５と、反射ミラー６と、投光部（投光部材）７８と、拡散板（拡散部材）９と、金属ベース１０とを備えている。 (2) Light source device 1
The light source device 1 includes a semiconductor laser element (laser light source) 2, a condenser lens 3, an optical fiber 4, a convex lens 5, a reflection mirror 6, a light projecting unit (light projecting member) 78, and a diffusion plate (diffusion). Member) 9 and a metal base 10.

（２−１）半導体レーザ素子２
半導体レーザ素子２は、レーザ光Ｌ１を発振するレーザ光源として機能するものである。半導体レーザ素子２は複数設けられていてもよい。その場合、複数の半導体レーザ素子２のそれぞれからレーザ光Ｌ１が発振される。 (2-1) Semiconductor laser element 2
The semiconductor laser element 2 functions as a laser light source that oscillates the laser light L1. A plurality of semiconductor laser elements 2 may be provided. In this case, laser light L1 is oscillated from each of the plurality of semiconductor laser elements 2.

半導体レーザ素子２から発振されるレーザ光Ｌ１は、空間的および時間的に位相がそろっており、その波長は単一波長である。   The laser light L1 oscillated from the semiconductor laser element 2 is spatially and temporally aligned, and its wavelength is a single wavelength.

半導体レーザ素子２は、１チップに１個の発光点を有するものであり、例えば、青紫色レーザ光（４０５ｎｍ）、青色レーザ光（４４０ｎｍ・４５０ｎｍ）、緑色レーザ光（５３０ｎｍ・５３３ｎｍ）、赤色レーザ光（６４０ｎｍ）などのレーザ光Ｌ１を発振する。なお、半導体レーザ素子２が発振するレーザ光Ｌ１の波長は、必要に応じて適宜変更可能である。   The semiconductor laser element 2 has one light emitting point per chip. For example, blue-violet laser light (405 nm), blue laser light (440 nm / 450 nm), green laser light (530 nm / 533 nm), red laser Laser light L1 such as light (640 nm) is oscillated. Note that the wavelength of the laser beam L1 oscillated by the semiconductor laser element 2 can be changed as appropriate.

（２−２）集光レンズ３
集光レンズ３は、半導体レーザ素子２から発振されたレーザ光Ｌ１を、光ファイバ４の一方の端部である入力端部に集光させるためのレンズである。このような機能を有するレンズであれば、集光レンズ３の形状および材質は特に限定されないが、４０５ｎｍ近傍の透過率が高く、且つ、耐熱性のよい材料であることが好ましい。 (2-2) Condensing lens 3
The condensing lens 3 is a lens for condensing the laser light L <b> 1 oscillated from the semiconductor laser element 2 at the input end which is one end of the optical fiber 4. If it is a lens which has such a function, the shape and material of the condensing lens 3 will not be specifically limited, However, It is preferable that it is a material with the high transmittance | permeability of 405 nm vicinity, and good heat resistance.

（２−３）光ファイバ４
光ファイバ４は、半導体レーザ素子２が発振したレーザ光Ｌ１を凸レンズ５へと導く導光部材である。光ファイバ４は、中芯のコアを、当該コアよりも屈折率の低いクラッドで覆った２層構造を有している。入力端部から入力されたレーザ光Ｌ１は、光ファイバ４の内部を通り、他方の端部である出力端部から出力される。光ファイバ４の出力端部はフェルールなどにより束ねられている。 (2-3) Optical fiber 4
The optical fiber 4 is a light guide member that guides the laser light L <b> 1 oscillated by the semiconductor laser element 2 to the convex lens 5. The optical fiber 4 has a two-layer structure in which an inner core is covered with a clad having a refractive index lower than that of the core. The laser beam L1 input from the input end portion passes through the inside of the optical fiber 4 and is output from the output end portion which is the other end portion. The output end of the optical fiber 4 is bundled with a ferrule or the like.

（２−４）凸レンズ５
凸レンズ５は、光ファイバ４の出力端部から出力されたレーザ光Ｌ１のビーム径を、散乱部７の全体に照射されるように調整するものである。凸レンズ５は、光ファイバ４の出力端部から出力されたレーザ光Ｌ１を反射ミラー６に向けて照射するように位置決めされている。 (2-4) Convex lens 5
The convex lens 5 adjusts the beam diameter of the laser light L1 output from the output end portion of the optical fiber 4 so that the entire scattering portion 7 is irradiated. The convex lens 5 is positioned so as to irradiate the reflection mirror 6 with the laser light L1 output from the output end of the optical fiber 4.

（２−５）反射ミラー６
反射ミラー６は、凸レンズ５によって調整されたレーザ光Ｌ１を、散乱部７に向けて反射するものである。反射ミラー６によって反射されたレーザ光Ｌ１は、リフレクタ８の窓部８ｂを通って散乱部７へと導かれる。 (2-5) Reflection mirror 6
The reflection mirror 6 reflects the laser beam L1 adjusted by the convex lens 5 toward the scattering unit 7. The laser beam L1 reflected by the reflection mirror 6 is guided to the scattering unit 7 through the window 8b of the reflector 8.

（２−６）投光部７８
投光部７８は、半導体レーザ素子２から発振されたレーザ光Ｌ１を所定のビーム径に広げて、拡散板９に投光するものである。本実施形態では、投光部７８は、散乱部（拡散部材）７と、リフレクタ（反射部材）８とを備えている。
（２−６−１）散乱部７
散乱部７は、半導体レーザ素子２から発振されたレーザ光Ｌ１を受光したとき、当該レーザ光Ｌ１を散乱する機能を有するものである。本実施形態では、散乱部７は、内部に微粒子を含んでおり、受光したレーザ光Ｌ１を当該微粒子によって乱反射させることにより、レーザ光Ｌ１を散乱する。散乱部７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）、シリコーン樹脂などの樹脂材料で構成することができる。ガラス材として低融点ガラスを用いてもよい。例えば、散乱部７は、内部にＴｉＯ２の微粒子を３ｗｔ％で含む無機ガラスで構成してもよい。 (2-6) Projection unit 78
The light projecting unit 78 spreads the laser light L1 oscillated from the semiconductor laser element 2 to a predetermined beam diameter and projects it onto the diffusion plate 9. In the present embodiment, the light projecting unit 78 includes a scattering unit (diffusion member) 7 and a reflector (reflection member) 8.
(2-6-1) Scattering part 7
The scattering unit 7 has a function of scattering the laser beam L1 when receiving the laser beam L1 oscillated from the semiconductor laser element 2. In the present embodiment, the scattering unit 7 includes fine particles therein, and scatters the laser light L1 by irregularly reflecting the received laser light L1 with the fine particles. The scattering part 7 can be comprised with resin materials, such as glass material (inorganic glass, organic-inorganic hybrid glass), a silicone resin, for example. Low melting glass may be used as the glass material. For example, the scattering portion 7 may be made of inorganic glass containing 3 wt% of TiO 2 fine particles therein.

また、散乱部７が、後述する蛍光体を含まない構成である場合、表面に可視光の波長域(３６０ｎｍ以上、８３０ｎｍ以下)よりも大きいサイズの凹凸を有する金属面(例えば、アルミニウム)などであってもよい。   Further, when the scattering portion 7 has a configuration that does not include a phosphor to be described later, the surface is a metal surface (for example, aluminum) having irregularities having a size larger than the wavelength range of visible light (360 nm or more, 830 nm or less). There may be.

また、散乱部７は、半導体レーザ素子２から発振されたレーザ光Ｌ１のうちの一部により発光し、蛍光を発する蛍光体を含んでいてもよい。具体的には、蛍光体は、レーザ光Ｌ１のうちの一部を受けて励起し、レーザ光Ｌ１の一部を波長変換して、レーザ光Ｌ１とは異なる波長、すなわち、異なる色の蛍光を発光するものである。   The scattering unit 7 may include a phosphor that emits light by emitting a part of the laser light L1 oscillated from the semiconductor laser element 2 and emits fluorescence. Specifically, the phosphor receives and excites a part of the laser light L1, converts the wavelength of a part of the laser light L1, and emits a fluorescent light having a wavelength different from the laser light L1, that is, a different color. It emits light.

このような発光体を散乱部７に含めることにより、半導体レーザ素子２から発振されるレーザ光Ｌ１に加え、蛍光体が発する蛍光を用いて、照明することができる。それゆえ、様々なレーザ光Ｌ１と蛍光体とを組み合わせることにより、ヘッドライトユニット１００から出力される照明光Ｌ２を所望の色彩に制御することができる。また、適切な波長で発光する蛍光体を散乱部７に含めることにより、演色性の悪化を補うことができる。   By including such a light emitter in the scattering portion 7, it is possible to illuminate using the fluorescence emitted from the phosphor in addition to the laser light L <b> 1 oscillated from the semiconductor laser element 2. Therefore, the illumination light L2 output from the headlight unit 100 can be controlled to a desired color by combining various laser beams L1 and phosphors. Further, by including a phosphor that emits light at an appropriate wavelength in the scattering portion 7, it is possible to compensate for the deterioration in color rendering.

散乱部７は、金属ベース１０上で、且つ、リフレクタ８のほぼ焦点位置に配置されている。このため、散乱部７から放出されたレーザ光Ｌ１は、リフレクタ８の反射曲面に反射することで、その光路が制御される。散乱部７の上面にレーザ光Ｌ１の反射を防止する反射防止構造が形成されていてもよい。   The scattering unit 7 is disposed on the metal base 10 and at a substantially focal position of the reflector 8. For this reason, the laser beam L1 emitted from the scattering unit 7 is reflected on the reflection curved surface of the reflector 8 so that the optical path is controlled. An antireflection structure for preventing the reflection of the laser beam L1 may be formed on the upper surface of the scattering portion 7.

散乱部７に含まれる蛍光体としては、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）などを用いることができる。これらの蛍光体は、半導体レーザ素子２から発振された高い出力（および／または光密度）のレーザ光Ｌ１に対しての熱耐性が高く、最適である。ただし、散乱部７に含まれる蛍光体は、上述したものに限定されず、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 included in the scattering portion 7, for example, an oxynitride phosphor (for example, sialon phosphor) or a III-V compound semiconductor nanoparticle phosphor (for example, indium phosphorus: InP) is used. Can do. These phosphors are optimal because they have high heat resistance against the high-power (and / or light density) laser light L1 oscillated from the semiconductor laser element 2. However, the phosphors included in the scattering portion 7 are not limited to those described above, and may be other phosphors such as nitride phosphors.

また、ヘッドライトユニット１００の照明光Ｌ２は、所定の範囲の色度を有する白色にしなければならないことが、法律により規定されている。そこで、照明光Ｌ２を白色とするために、レーザ光Ｌ１、またはレーザ光Ｌ１と蛍光体との組み合わせが適宜選択される。なお、レーザ光Ｌ１、またはレーザ光Ｌ１と蛍光体との組み合わせによる照明光Ｌ２の色彩制御についての詳細は後述する。   Further, the law stipulates that the illumination light L2 of the headlight unit 100 must be white having a predetermined range of chromaticity. Therefore, in order to make the illumination light L2 white, the laser light L1 or a combination of the laser light L1 and the phosphor is appropriately selected. The details of the color control of the illumination light L2 by the laser light L1 or the combination of the laser light L1 and the phosphor will be described later.

（２−６−２）リフレクタ８
リフレクタ８は、散乱部７が散乱させたレーザ光Ｌ１、またはレーザ光Ｌ１および蛍光を拡散板９に向けて反射するものである。このリフレクタ８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。 (2-6-2) Reflector 8
The reflector 8 reflects the laser beam L1 scattered by the scattering unit 7 or the laser beam L1 and fluorescence toward the diffusion plate 9. The reflector 8 may be, for example, a member having a metal thin film formed on the surface thereof or a metal member.

図２は、本実施形態に係るリフレクタ８の回転放物面を示す概念図である。図２に示されるように、本実施形態では、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、上記の回転軸を含む平面で切断することによって得られるハーフパラボラミラーのリフレクタ８を用いている。   FIG. 2 is a conceptual diagram showing a paraboloid of rotation of the reflector 8 according to this embodiment. As shown in FIG. 2, in the present embodiment, a curved surface (parabolic curved surface) formed by rotating the parabola around the axis of symmetry of the parabola is cut along a plane including the rotation axis. A reflector 8 of a half parabolic mirror obtained by the above is used.

本実施形態では、リフレクタ８は、レーザ光Ｌ１を反射する方向に半円形の開口部８ａを有しており、開口部８ａを塞ぐように、リフレクタ８の端部に当接して拡散板９が配置されている。   In the present embodiment, the reflector 8 has a semicircular opening 8a in the direction of reflecting the laser light L1, and the diffuser 9 is in contact with the end of the reflector 8 so as to close the opening 8a. Has been placed.

また、半導体レーザ素子２は、リフレクタ８の外部に配置されており、リフレクタ８には、レーザ光Ｌ１を透過または通過させる窓部８ｂが形成されている。この窓部８ｂは、貫通孔であってもよいし、レーザ光Ｌ１を透過可能な透明部材を含むものであってもよい。また、窓部８ｂは、本実施形態のように複数の半導体レーザ素子２に共通のものが１つ設けられていてもよいし、各半導体レーザ素子２に対応した複数の窓部８ｂが設けられていてもよい。   The semiconductor laser element 2 is disposed outside the reflector 8, and the reflector 8 is formed with a window portion 8b that transmits or passes the laser light L1. The window portion 8b may be a through hole or may include a transparent member that can transmit the laser light L1. Further, the window portion 8b may be provided in common with the plurality of semiconductor laser elements 2 as in the present embodiment, or a plurality of window portions 8b corresponding to the respective semiconductor laser elements 2 are provided. It may be.

なお、リフレクタ８は、閉じた円形の開口部８ａ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、リフレクタ８は、パラボラミラーに限定されず、楕円形状や自由曲面形状、或いはマルチファセット化されたもの(マルチリフレクタ)であってもよい。   The reflector 8 may include a parabolic mirror having a closed circular opening 8a or a part thereof. The reflector 8 is not limited to a parabolic mirror, and may be an elliptical shape, a free-form surface shape, or a multi-faceted one (multi-reflector).

このように、本実施形態に係る投光部７８によれば、半導体レーザ素子２から発振されたレーザ光Ｌ１を散乱部７で散乱し、散乱したレーザ光Ｌ１をリフレクタ８によって反射させることにより、所定のビーム径で拡散板９に投光することができる。   As described above, according to the light projecting unit 78 according to the present embodiment, the laser beam L1 oscillated from the semiconductor laser element 2 is scattered by the scattering unit 7, and the scattered laser beam L1 is reflected by the reflector 8. The light can be projected onto the diffusion plate 9 with a predetermined beam diameter.

なお、投光部７８は、半導体レーザ素子２から発振されたレーザ光Ｌ１を所定のビーム径に広げて、散乱部７に投光することができるものであれば、散乱部７およびリフレクタ８の構成に限られず、他の代替的構成としてもよい。   The light projecting unit 78 can expand the laser light L1 oscillated from the semiconductor laser element 2 to a predetermined beam diameter and project the light onto the scattering unit 7. It is not restricted to a structure, It is good also as another alternative structure.

或いは、光ファイバ４の出力端部から出力されたレーザ光Ｌ１のビーム径を調整する凸レンズ５に、投光部７８の機能を持たせる構成としてもよい。すなわち、光ファイバ４の出力端部から出力されたレーザ光Ｌ１を、凸レンズ５によって所定のビーム径に広げて拡散板９に投光する構成としてもよい。これにより、投光部７８が不要になるため、光源装置１の製造コストを低減することができる。   Alternatively, the convex lens 5 that adjusts the beam diameter of the laser light L1 output from the output end of the optical fiber 4 may have the function of the light projecting unit 78. In other words, the laser light L1 output from the output end of the optical fiber 4 may be spread to a predetermined beam diameter by the convex lens 5 and projected onto the diffusion plate 9. Thereby, since the light projection part 78 becomes unnecessary, the manufacturing cost of the light source device 1 can be reduced.

（２−７）拡散板９
拡散板９は、リフレクタ８により反射されたレーザ光Ｌ１を拡散しつつ、レーザ光Ｌ１を透過させて、照明光Ｌ２を出射するものである。拡散板９は、リフレクタ８により反射されたレーザ光Ｌ１のすべてが透過してから出射するように、リフレクタ８の開口部８ａを塞ぐように配置されている。なお、散乱部７が蛍光体を含む場合、拡散板９は、レーザ光Ｌ１および蛍光を拡散しつつ透過させて、照明光Ｌ２を出射する。 (2-7) Diffuser 9
The diffusion plate 9 transmits the laser light L1 while diffusing the laser light L1 reflected by the reflector 8, and emits the illumination light L2. The diffusing plate 9 is disposed so as to block the opening 8a of the reflector 8 so that all of the laser light L1 reflected by the reflector 8 is transmitted and emitted. When the scattering unit 7 includes a phosphor, the diffusion plate 9 transmits the laser light L1 and the fluorescence while diffusing and emits the illumination light L2.

拡散板９によってレーザ光Ｌ１を拡散させることにより、拡散板９の上の光密度を人の目に安全な値にまで低下させることができる。したがって、光源装置１の外部から見たときに、拡散板９を光密度の低い安全な「見かけ上の光源」として機能させることができる。   By diffusing the laser light L1 with the diffusing plate 9, the light density on the diffusing plate 9 can be lowered to a safe value for human eyes. Therefore, when viewed from the outside of the light source device 1, the diffusion plate 9 can function as a safe “apparent light source” having a low light density.

拡散板９は、ポリカーボネート、ガラスまたはアクリルなどの光透過性を有する材質から構成することができる。   The diffusion plate 9 can be made of a light transmissive material such as polycarbonate, glass, or acrylic.

例えば、拡散板９の、レーザ光Ｌ１が入射される入射面９ａおよびレーザ光Ｌ１を出射する出射面９ｂの少なくともいずれか一方には、微小な凹凸を形成することで、当該凹凸により、レーザ光を拡散させることができる。このように、入射面９ａまたは出射面９ｂの少なくともいずれか一方に微小な凹凸を形成して拡散板９を構成することにより、拡散板９の製造コストを低減することができる。   For example, by forming minute irregularities on at least one of the incident surface 9a on which the laser beam L1 is incident and the exit surface 9b that emits the laser beam L1, the laser beam Can be diffused. As described above, the manufacturing cost of the diffusing plate 9 can be reduced by forming the diffusing plate 9 by forming minute irregularities on at least one of the incident surface 9a and the emitting surface 9b.

また、拡散板９の、入射面９ａおよび出射面９ｂの少なくともいずれか一方に、サーフェスレリーフホログラムパターンまたはマイクロレンズアレイパターンが形成されていてもよい。このように、入射面９ａまたは出射面９ｂの少なくともいずれか一方にサーフェスレリーフホログラムパターンまたはマイクロレンズアレイパターンが形成することにより、出射した照明光Ｌ２の拡がりを拡散板９により制御することができるため、照明光Ｌ２の投光性を向上させることができる。   In addition, a surface relief hologram pattern or a microlens array pattern may be formed on at least one of the entrance surface 9a and the exit surface 9b of the diffusion plate 9. As described above, since the surface relief hologram pattern or the microlens array pattern is formed on at least one of the incident surface 9a and the exit surface 9b, the spread of the emitted illumination light L2 can be controlled by the diffusion plate 9. The light projecting property of the illumination light L2 can be improved.

さらに、上記の微小な凹凸、或いはパターンに異方性を持たせて、拡散板９の入射面９ａまたは出射面９ｂに形成することにより、異方性のある拡散を生じさせることができる。これにより、光源装置１は、異方性を有して分布した照明光Ｌ２を照射することができるようになる。   Furthermore, anisotropic diffusion can be caused by forming the above minute unevenness or pattern on the entrance surface 9a or the exit surface 9b of the diffusion plate 9 with anisotropy. Thereby, the light source device 1 can irradiate the illumination light L2 distributed with anisotropy.

（２−８）金属ベース１０
金属ベース１０は、散乱部７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。このため、金属ベース１０は熱伝導性が高く、効果的に散乱部７を冷却することができる。なお、本実施形態では散乱部７を支持する部材を金属で構成しているが、金属からなるものに限定されず、金属以外の熱伝導性が高い物質（ガラス、サファイアなど）を含む部材で構成でもよい。ただし、散乱部７と当接する金属ベース１０の表面は、反射加工が施されて、反射面として機能することが好ましい。当該表面が反射面であることにより、散乱部７の上面から照射されたレーザ光Ｌ１を、当該反射面で反射させてリフレクタ８へ向かわせることができる。または、散乱部７の上面から入射したレーザ光Ｌ１を上記の反射面で反射させて、再度、散乱部７の内部に向かわせ、散乱させることができる。 (2-8) Metal base 10
The metal base 10 is a plate-like support member that supports the scattering portion 7 and is made of metal (for example, copper or iron). For this reason, the metal base 10 has high thermal conductivity, and can effectively cool the scattering portion 7. In this embodiment, the member that supports the scattering portion 7 is made of metal. However, the member is not limited to one made of metal, and is a member containing a material having high thermal conductivity other than metal (glass, sapphire, etc.). It may be configured. However, it is preferable that the surface of the metal base 10 in contact with the scattering portion 7 is subjected to reflection processing and functions as a reflection surface. Since the surface is a reflection surface, the laser light L1 irradiated from the upper surface of the scattering portion 7 can be reflected by the reflection surface and directed to the reflector 8. Alternatively, the laser beam L1 incident from the upper surface of the scattering unit 7 can be reflected by the reflection surface and directed toward the inside of the scattering unit 7 to be scattered again.

金属ベース１０はリフレクタ８によって覆われているため、リフレクタ８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。なお、本実施形態では、金属ベース１０の散乱部７が設けられている側の表面は、リフレクタ８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が、これに限定されるものではない。   Since the metal base 10 is covered with the reflector 8, it can be said that the metal base 10 has a surface facing the reflective curved surface (parabolic curved surface) of the reflector 8. In the present embodiment, the surface of the metal base 10 on the side where the scattering portion 7 is provided is substantially parallel to the rotation axis of the paraboloid of the reflector 8 and substantially includes the rotation axis. It is not limited to this.

（３）ハウジング１１
ハウジング１１、その内部に、光源装置１を収容する筐体部材である。ハウジング１１の内部には、例えば、ドライエア（乾燥空気）が封入されている。ドライエアの露点温度は、例えば−３５℃であり、光源装置１が備える半導体レーザ素子２および散乱部７の湿度上昇を抑制している。 (3) Housing 11
The housing 11 is a housing member that houses the light source device 1 therein. For example, dry air (dry air) is sealed in the housing 11. The dew point temperature of the dry air is, for example, −35 ° C., and suppresses an increase in humidity of the semiconductor laser element 2 and the scattering unit 7 included in the light source device 1.

ハウジング１１からその外部に向けて、半導体レーザ素子２に設けられた２つの電極リード線が出ており、それら２つの電極リード線はレーザ駆動回路（図示省略）に接続されている。そのレーザ駆動回路は、２つの電極リード線の間に連続的に、あるいは、間欠的に、所定の電位差を印加することによって、半導体レーザ素子２を駆動するための駆動電流を半導体レーザ素子２に注入する。なお、ハウジング１１は、遮光性を有する遮光部材で構成することが好ましい。   Two electrode lead wires provided on the semiconductor laser element 2 protrude from the housing 11 to the outside, and these two electrode lead wires are connected to a laser drive circuit (not shown). The laser driving circuit applies a predetermined potential difference between two electrode lead wires continuously or intermittently, thereby supplying a driving current for driving the semiconductor laser element 2 to the semiconductor laser element 2. inject. The housing 11 is preferably composed of a light shielding member having a light shielding property.

（４）ヘッドライトカバー１２
ヘッドライトカバー１２は、光源装置１を外部環境から保護するためのものである。ヘッドライトカバー１２は、リフレクタ８の開口部８ａと対向するように設けられており、光源装置１からの照明光Ｌ２を透過させる。この照明光Ｌ２を透過させるという観点からいえば、ヘッドライトカバー１２は、光源装置１からの照明光Ｌ２が通過する領域のみ透過材質で形成されていてもよい。 (4) Headlight cover 12
The headlight cover 12 is for protecting the light source device 1 from the external environment. The headlight cover 12 is provided so as to face the opening 8 a of the reflector 8 and transmits the illumination light L <b> 2 from the light source device 1. From the viewpoint of transmitting the illumination light L2, the headlight cover 12 may be formed of a transmissive material only in a region through which the illumination light L2 from the light source device 1 passes.

ヘッドライトカバー１２は透明であればどのような材質であってもよく、それによって、ヘッドライトカバー１２を低コスト、且つ、容易に製造することが可能となる。   The headlight cover 12 may be made of any material as long as it is transparent, whereby the headlight cover 12 can be easily manufactured at low cost.

（５）ヘッドライトユニット１００の動作
次に、ヘッドライトユニット１００の動作について説明する。各半導体レーザ素子２が発振したレーザ光Ｌ１は、それぞれ集光レンズ３を通して光ファイバ４の出力端部で結合される。光ファイバ４は束ねられ、光ファイバ４の出力端部側に設けられた凸レンズ５によってレーザ光Ｌ１のビーム径を調整して反射ミラー６に照射する。これにより、散乱部７の全体にレーザ光Ｌ１が照射されるように、光スポットの大きさを調整することができる。 (5) Operation of Headlight Unit 100 Next, the operation of the headlight unit 100 will be described. Laser light L1 oscillated by each semiconductor laser element 2 is coupled at the output end of the optical fiber 4 through the condenser lens 3. The optical fibers 4 are bundled, and the beam diameter of the laser light L1 is adjusted by the convex lens 5 provided on the output end side of the optical fiber 4 to irradiate the reflection mirror 6. Thereby, the magnitude | size of a light spot can be adjusted so that the laser beam L1 may be irradiated to the whole scattering part 7. FIG.

反射ミラー６によって反射されたレーザ光Ｌ１は、リフレクタ８の一部に開けた窓部８ｂを通して散乱部７に照射される。散乱部７に照射されたレーザ光Ｌ１は、散乱部７に含まれる微粒子によって散乱されて放出される。また、散乱部７に蛍光体が含まれている場合、レーザ光Ｌ１の一部が蛍光体に吸収されて波長変換され蛍光として放出される。すなわち、散乱部７は、ヘッドライトユニット１００の実質的な点光源として作用する。ここで、点光源とは、焦点を有するミラーやレンズなど光学手段の焦点位置に配置され、レーザ光を放射する小さな発光点として作用するものである。   The laser beam L1 reflected by the reflecting mirror 6 is applied to the scattering unit 7 through a window 8b opened in a part of the reflector 8. The laser beam L1 applied to the scattering unit 7 is scattered and emitted by the fine particles contained in the scattering unit 7. Further, when the scattering portion 7 contains a phosphor, a part of the laser light L1 is absorbed by the phosphor, converted in wavelength, and emitted as fluorescence. That is, the scattering unit 7 functions as a substantial point light source of the headlight unit 100. Here, the point light source is arranged at the focal position of an optical means such as a mirror or lens having a focal point, and acts as a small light emitting point that emits laser light.

散乱部７から外部に放出されたレーザ光Ｌ１、またはレーザ光Ｌ１および蛍光は、リフレクタ８によって開口部８ａの方向に反射され、拡散板９を透過する。このとき、レーザ光Ｌ１および蛍光は拡散板９によって拡散されることにより、拡散板９の出射面９ｂの光密度を人の目に安全な程度にまで低下させることができる。   The laser beam L1 emitted from the scattering unit 7 or the laser beam L1 and the fluorescence is reflected by the reflector 8 toward the opening 8a and passes through the diffusion plate 9. At this time, the laser light L1 and the fluorescence are diffused by the diffusing plate 9, so that the light density of the emission surface 9b of the diffusing plate 9 can be lowered to a level safe for human eyes.

このように、ヘッドライトユニット１００では、散乱部７を実質的な点光源として作用させることにより、狭い角度範囲における照明光Ｌ２の投光性を向上させることができる。同時に、ヘッドライトユニット１００の外部からは光密度の高い点光源である散乱部７が見えない、或いは散乱部７の光密度が人の目に安全な値まで低下されるため、拡散板９を光密度の低い安全な「見かけ上の光源」として作用させることにより、人の目に安全なアイセーフを実現している。   Thus, in the headlight unit 100, the light projecting property of the illumination light L2 in a narrow angle range can be improved by causing the scattering unit 7 to act as a substantial point light source. At the same time, the scattering part 7 which is a point light source having a high light density cannot be seen from the outside of the headlight unit 100, or the light density of the scattering part 7 is lowered to a safe value for human eyes. By making it act as a safe "apparent light source" with low light density, it has achieved eye safety that is safe for the human eye.

したがって、ヘッドライトユニット１００によれば、良好な投光性と、人の目に安全なアイセーフとを同時に実現することができる。   Therefore, according to the headlight unit 100, it is possible to simultaneously realize a good light projecting property and an eye safe that is safe for human eyes.

（６）照明光Ｌ２の色彩制御
次に、レーザ光Ｌ１、またはレーザ光Ｌ１と蛍光体との組み合わせによる照明光Ｌ２の色彩制御について図３および図４を参照して説明する。 (6) Color control of illumination light L2 Next, color control of the illumination light L2 by the laser light L1 or a combination of the laser light L1 and a phosphor will be described with reference to FIG. 3 and FIG.

図３は、ヘッドライトユニット１００から照射される照明光Ｌ２を白色とするためのレーザ光Ｌ１の組み合わせの一例を示す模式図であり、図４（ａ）〜（ｄ）は、ヘッドライトユニット１００から出力される照明光Ｌ２を白色するためのレーザ光Ｌ１と蛍光との組み合わせの一例を示す模式図である。   FIG. 3 is a schematic diagram showing an example of a combination of laser light L1 for making the illumination light L2 emitted from the headlight unit 100 white, and FIGS. 4A to 4D show the headlight unit 100. FIG. It is a schematic diagram which shows an example of the combination of the laser beam L1 for making the illumination light L2 output from white, and fluorescence.

図３に示されるように、青色レーザ光、緑色レーザ光および赤色レーザ光を出射する半導体レーザ素子２をそれぞれ備えることにより、光の三原色である、青色、緑色および赤色のすべてを発振することができる。このため、散乱部７に蛍光体を含めることなく、半導体レーザ素子２から出射されるレーザ光Ｌ１のみで白色の照明光Ｌ２を生成することができる。   As shown in FIG. 3, by providing the semiconductor laser elements 2 that emit blue laser light, green laser light, and red laser light, respectively, it is possible to oscillate all of the three primary colors of blue, green, and red. it can. For this reason, the white illumination light L2 can be generated only by the laser light L1 emitted from the semiconductor laser element 2 without including the phosphor in the scattering portion 7.

図４（ａ）〜（ｄ）に示されるように、レーザ光Ｌ１と蛍光体との組み合わせることにより、白色の照明光Ｌ２を生成してもよい。   As shown in FIGS. 4A to 4D, white illumination light L2 may be generated by combining laser light L1 and a phosphor.

具体的には、図４（ａ）に示されるように、青色レーザ光を、黄色蛍光体を含む散乱部７に照射することにより、青色レーザの青色成分と黄色蛍光とを混合して白色の照明光Ｌ２を生成することができる。   Specifically, as shown in FIG. 4A, the blue laser light is irradiated onto the scattering portion 7 including the yellow phosphor, thereby mixing the blue component of the blue laser with the yellow fluorescence to obtain a white color. The illumination light L2 can be generated.

また、図４（ｂ）に示されるように、青色レーザ光を、赤色蛍光体および黄色蛍光体を含む散乱部７に照射することにより、青色レーザの青色成分と、赤色蛍光および緑色蛍光とを混合して白色の照明光Ｌ２を生成することができる。   Further, as shown in FIG. 4B, by irradiating the scattering unit 7 including the red phosphor and the yellow phosphor with the blue laser light, the blue component of the blue laser, the red fluorescence, and the green fluorescence are obtained. The white illumination light L2 can be generated by mixing.

さらに、図４（ｃ）に示されるように、青色レーザ光および緑色レーザ光を、赤色蛍光体を含む散乱部７に照射することにより、青色レーザの青色成分および緑色レーザ光の緑色成分と、赤色蛍光とを混合して白色の照明光Ｌ２を生成することができる。   Furthermore, as shown in FIG. 4 (c), by irradiating the scattering unit 7 including the red phosphor with the blue laser light and the green laser light, the blue component of the blue laser and the green component of the green laser light, The white illumination light L2 can be generated by mixing with red fluorescence.

或いは、図４（ｄ）に示されるように、青色レーザ光、緑色レーザ光および赤色レーザ光を、黄色蛍光体を含む散乱部７に照射することにより、青色レーザの青色成分、緑色レーザ光の緑色成分および赤色レーザの赤色成分と、黄色蛍光とを混合して白色の照明光Ｌ２を生成することができる。これにより、青色レーザ光、緑色レーザ光および赤色レーザ光によって白色の照明光を生成した際の演色性の悪化を、黄色蛍光体による広い波長の蛍光により好適に補うことができる。なお、これらの組み合わせによれば、緑色・黄色・燈色・赤色に至る照明光Ｌ２の色再現性を高めることもできる。   Alternatively, as shown in FIG. 4 (d), the blue laser light, the green laser light, and the red laser light are irradiated on the scattering unit 7 including the yellow phosphor so that the blue component of the blue laser and the green laser light The white illumination light L2 can be generated by mixing the green component, the red component of the red laser, and the yellow fluorescence. Thereby, deterioration of color rendering when white illumination light is generated by blue laser light, green laser light, and red laser light can be preferably compensated for by wide wavelength fluorescence by the yellow phosphor. In addition, according to these combinations, the color reproducibility of the illumination light L2 that reaches green, yellow, dark blue, and red can be enhanced.

（７）まとめ
以上のように、本実施形態に係るヘッドライトユニット１００は光源装置１を備え、光源装置１は、レーザ光Ｌ１を発振する半導体レーザ素子２と、半導体レーザ素子２から離間した位置に配置され、入射したレーザ光Ｌ１を拡散しつつ透過する拡散板９と、半導体レーザ素子２から発振されたレーザ光Ｌ１を所定のビーム径に広げて、拡散板９に投光する投光部７８とを備えている。 (7) Summary As described above, the headlight unit 100 according to the present embodiment includes the light source device 1, and the light source device 1 is separated from the semiconductor laser element 2 that oscillates the laser light L <b> 1 and the semiconductor laser element 2. Diffusing plate 9 that diffuses and transmits incident laser light L1 and a light projecting unit that spreads laser light L1 oscillated from semiconductor laser element 2 to a predetermined beam diameter and projects it to diffusing plate 9 78.

光源装置１では、投光部７８は、半導体レーザ素子２から発振されたレーザ光Ｌ１を所定のビーム径に広げて投光する。このため、レーザ光Ｌ１を所定の照明範囲に良好な投光性をもって照射することができる。   In the light source device 1, the light projecting unit 78 projects the laser light L <b> 1 oscillated from the semiconductor laser element 2 with a predetermined beam diameter. For this reason, it is possible to irradiate the laser beam L1 to the predetermined illumination range with a good light projecting property.

その反面、投光部７８により所定の照明範囲、特に、狭い照明範囲にレーザ光Ｌ１が投光された場合、散乱部７のエネルギー密度の高さが問題となる。すなわち、エネルギー密度が高い散乱部７を、外部から人の目で直接見た場合、或いは、レンズなどを通して見た場合、レーザ光Ｌ１のエネルギーが網膜上の微小な面積に集中し、網膜を損傷させてしまうおそれがある。   On the other hand, when the laser beam L1 is projected to a predetermined illumination range, particularly a narrow illumination range, by the light projecting unit 78, the high energy density of the scattering unit 7 becomes a problem. That is, when the scattering portion 7 having a high energy density is viewed directly from the outside by a human eye or through a lens or the like, the energy of the laser light L1 is concentrated on a minute area on the retina, damaging the retina. There is a risk of letting you.

そこで、光源装置１では、投光部７８により投光されたレーザ光Ｌ１を拡散しつつ透過する拡散板９を備え、この拡散板９を透過したレーザ光Ｌ１を照明光Ｌ２として照射する。拡散板９によって、透過するレーザ光Ｌ１のエネルギーが分散されるため、外部から見たときの散乱部７の光密度を人の目に安全な値にまで低下させることができるようになる。   Therefore, the light source device 1 includes a diffusion plate 9 that diffuses and transmits the laser light L1 projected by the light projecting unit 78, and irradiates the laser light L1 that has passed through the diffusion plate 9 as illumination light L2. Since the energy of the transmitted laser beam L1 is dispersed by the diffusion plate 9, the light density of the scattering portion 7 when viewed from the outside can be reduced to a value that is safe for human eyes.

このように、投光部７８によって投光されたレーザ光を拡散板９に透過させることにより、外部から見たときに、拡散板９を、光密度の低い安全な「見かけ上の光源（発光点）」として機能させることができる。これにより、人の目に安全なアイセーフを得ることができる。   In this way, by transmitting the laser light projected by the light projecting unit 78 to the diffusion plate 9, when viewed from the outside, the diffusion plate 9 can be viewed as a safe “apparent light source (light emission) with low light density. Point) ”. Thereby, an eye safe safe for human eyes can be obtained.

それゆえ、本実施形態によれば、レーザ光Ｌ１を用いて照明する場合において、良好な投光性と、人の目に安全なアイセーフとを同時に実現することができるヘッドライトユニット１００を実現することができる。   Therefore, according to the present embodiment, the headlight unit 100 that can simultaneously realize good light projecting properties and eye-safe that is safe for the human eye when the laser light L1 is used for illumination is realized. be able to.

（８）変形例
本実施形態では、拡散板９がリフレクタ８の開口部８ａを塞ぐように、リフレクタ８の端部に当接して配置されている構成について説明したが本発明はこれに限定されない。すなわち、拡散板９は、リフレクタ８により反射されたレーザ光Ｌ１のすべてが透過するように配置されていればよく、拡散板９は必ずしもリフレクタ８に当接している必要はない。したがって、拡散板９は、リフレクタ８がレーザ光Ｌ１を反射させる方向に、リフレクタ８から所定の間隔をおいて配置されていてもよい。 (8) Modification In the present embodiment, the configuration in which the diffusion plate 9 is disposed in contact with the end of the reflector 8 so as to block the opening 8a of the reflector 8 has been described, but the present invention is not limited to this. . That is, the diffusing plate 9 only needs to be arranged so that all of the laser light L1 reflected by the reflector 8 can pass therethrough, and the diffusing plate 9 does not necessarily have to be in contact with the reflector 8. Therefore, the diffusing plate 9 may be arranged at a predetermined interval from the reflector 8 in the direction in which the reflector 8 reflects the laser light L1.

このように、拡散板９が配置される位置は、光源装置１の使用態様に応じて適宜変更することができる。   Thus, the position where the diffusing plate 9 is arranged can be appropriately changed according to the usage mode of the light source device 1.

図５は、本実施形態に係るヘッドライトユニット１００の変形例を示す断面図である。図５に示されるように、ヘッドライトユニット１００ａでは、光源装置１を外部環境から保護するためのヘッドライトカバー（車両用前照灯カバー）が拡散板９Ａで構成されている。   FIG. 5 is a cross-sectional view showing a modification of the headlight unit 100 according to the present embodiment. As shown in FIG. 5, in the headlight unit 100a, a headlight cover (vehicle headlamp cover) for protecting the light source device 1 from the external environment is constituted by a diffusion plate 9A.

このように、ヘッドライトカバーを拡散板９Ａで構成することにより、ヘッドライトユニット１００の部品数を減少させることができる。これにより、ヘッドライトユニット１００ａの小型化、および低コスト化を実現することができる。   Thus, the number of parts of the headlight unit 100 can be reduced by configuring the headlight cover with the diffusion plate 9A. Thereby, size reduction and cost reduction of the headlight unit 100a can be realized.

本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。   The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope shown in the claims, and the embodiments can be obtained by appropriately combining technical means disclosed in different embodiments. Is also included in the technical scope of the present invention.

本発明に係る光源装置に関する第１の実施例について、図６に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した図面と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記して説明する。   A first embodiment relating to the light source device according to the present invention will be described below with reference to FIG. For convenience of explanation, members having the same functions as those in the drawings described in the above embodiment will be described with the same reference numerals.

図６は、本実施例に係る光源装置１ａの概略構成を示す断面図である。図６に示されるように、光源装置１ａは、半導体レーザ素子２と、集光レンズ３と、光ファイバ４と、凸レンズ５と、反射ミラー６と、散乱部７と、リフレクタ８と、拡散板９と、金属ベース１０とを備えている。   FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of the light source device 1a according to the present embodiment. As shown in FIG. 6, the light source device 1a includes a semiconductor laser element 2, a condensing lens 3, an optical fiber 4, a convex lens 5, a reflecting mirror 6, a scattering unit 7, a reflector 8, and a diffusion plate. 9 and a metal base 10.

本実施例に係る光源装置１ａでは、青色レーザ光（４５０ｎｍ）を発振し、出力１Ｗである半導体レーザ素子２を４つ備えている。   The light source device 1a according to the present embodiment includes four semiconductor laser elements 2 that oscillate blue laser light (450 nm) and output 1 W.

散乱部７は、レーザ光Ｌ１を散乱させる微粒子（ＴｉＯ２）、および青色レーザ光を受けて黄色蛍光を発する黄色蛍光体を含んでおり、黄色蛍光体の成分は、（Ｙ１−ｘ−ｙＧｄｘＣｅｙ）３Ａｌ５Ｏ１２（０．１≦ｘ≦０．５５、０．０１≦ｙ≦０．４）である。散乱部７のサイズは、φ２ｍｍ×厚さ０．１ｍｍの円盤状であり、黄色蛍光体の粉末が樹脂に混ぜられて塗布されている。 The scattering unit 7 includes fine particles (TiO 2 ) that scatter the laser beam L1 and a yellow phosphor that emits yellow fluorescence when receiving the blue laser beam. The component of the yellow phosphor is (Y 1-xy). Gd x Ce y ) 3 Al 5 O 12 (0.1 ≦ x ≦ 0.55, 0.01 ≦ y ≦ 0.4). The size of the scattering portion 7 is a disk shape of φ2 mm × thickness 0.1 mm, and a yellow phosphor powder is mixed with a resin and applied.

リフレクタ８は、半径３０ｍｍの半円形の開口部８ａを有するハーフパラボラミラーであり、その奥行きは３０ｍｍである。リフレクタ８には、レーザ光Ｌ１を透過または通過させる窓部８ｂを形成している。散乱部７は、Ａｌが蒸着された銅製の金属ベース１０上にあるリフレクタ８の焦点位置に配置している。   The reflector 8 is a half parabolic mirror having a semicircular opening 8a having a radius of 30 mm, and the depth thereof is 30 mm. The reflector 8 is formed with a window portion 8b that transmits or passes the laser light L1. The scattering portion 7 is disposed at the focal position of the reflector 8 on the copper metal base 10 on which Al is deposited.

拡散板９の材質はポリカーボネートであり、厚さ１ｍｍである。拡散板９の入射面９ａには、表面がスリガラス状となるように微小な凹凸を形成している。拡散板９は、リフレクタ８の開口部８ａを塞ぐように、リフレクタ８の端部に当接して配置している。   The material of the diffusion plate 9 is polycarbonate and has a thickness of 1 mm. On the incident surface 9a of the diffusing plate 9, minute irregularities are formed so that the surface has a ground glass shape. The diffusing plate 9 is disposed in contact with the end of the reflector 8 so as to close the opening 8 a of the reflector 8.

このような光源装置１ａでは、各半導体レーザ素子２が発振したレーザ光Ｌ１は、それぞれ集光レンズ３を通して光ファイバ４の出力端部で結合される。レーザ光Ｌ１は、光ファイバ４の出力端部側に設けられた凸レンズ５によって、ビーム径が調整されて反射ミラー６に照射される。   In such a light source device 1 a, the laser light L 1 oscillated by each semiconductor laser element 2 is coupled at the output end of the optical fiber 4 through the condenser lens 3. The laser beam L1 is irradiated on the reflection mirror 6 with the beam diameter adjusted by a convex lens 5 provided on the output end side of the optical fiber 4.

反射ミラー６によって反射されたレーザ光Ｌ１は、リフレクタ８の一部に開けた窓部８ｂを通して散乱部７に照射される。光源装置１ａでは、散乱部７に対してレーザ光Ｌ１が４５°の角度で照射される。散乱部７に照射されたレーザ光Ｌ１は、一部が黄色蛍光体に吸収されて波長変換され、他の一部がそのまま外部に放出される。   The laser beam L1 reflected by the reflecting mirror 6 is applied to the scattering unit 7 through a window 8b opened in a part of the reflector 8. In the light source device 1a, the scattering portion 7 is irradiated with the laser light L1 at an angle of 45 °. A part of the laser light L1 irradiated to the scattering unit 7 is absorbed by the yellow phosphor and subjected to wavelength conversion, and the other part is directly emitted to the outside.

散乱部７から外部に放出された青色レーザ光と黄色蛍光とは、リフレクタ８によって開口部８ａの方向に反射され、拡散板９を透過して照明光Ｌ２として出射される。   The blue laser light and yellow fluorescence emitted from the scattering unit 7 to the outside are reflected by the reflector 8 in the direction of the opening 8a, pass through the diffusion plate 9, and are emitted as illumination light L2.

本実施例では、青色レーザの青色成分と黄色蛍光とが混合された白色の照明光Ｌ２が、光束５００ｌｍ、広がり角度約８度という狭い角度範囲で拡散板９の出射面９ｂから出射された。   In this embodiment, the white illumination light L2 in which the blue component of the blue laser and the yellow fluorescence are mixed is emitted from the emission surface 9b of the diffusion plate 9 in a narrow angle range of a luminous flux of 500 lm and a spread angle of about 8 degrees.

このように、本実施例に係る光源装置１ａによれば、青色レーザ光および黄色蛍光を用いて、良好な投光性の向上と、人の目に安全なアイセーフとを同時に実現しつつ、白色の照明光Ｌ２を得ることができる。   Thus, according to the light source device 1a according to the present embodiment, the blue laser light and the yellow fluorescent light are used to simultaneously achieve a good light projecting property and an eye-safe that is safe for the human eye. Illumination light L2 can be obtained.

本発明に係る光源装置に関する第２の実施例について、図７に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した図面と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記して説明する。   A second embodiment relating to the light source device according to the present invention will be described below with reference to FIG. For convenience of explanation, members having the same functions as those in the drawings described in the above embodiment will be described with the same reference numerals.

図７は、本実施例に係る光源装置１ｂの概略構成を示す断面図である。図７に示されるように、光源装置１ｂは、半導体レーザ素子２と、集光レンズ３と、光ファイバ４と、凸レンズ５と、散乱部７と、リフレクタ８と、拡散板９とを備えている。   FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of the light source device 1b according to the present embodiment. As shown in FIG. 7, the light source device 1 b includes a semiconductor laser element 2, a condenser lens 3, an optical fiber 4, a convex lens 5, a scattering unit 7, a reflector 8, and a diffusion plate 9. Yes.

本実施例に係る光源装置１ｂでは、青色レーザ光（４５０ｎｍ）を発振し、出力１Ｗである半導体レーザ素子２を３つ備えている。   The light source device 1b according to the present embodiment includes three semiconductor laser elements 2 that oscillate blue laser light (450 nm) and output 1 W.

散乱部７は、レーザ光Ｌ１を散乱させる微粒子（ＴｉＯ２）、青色レーザ光を受けて黄色蛍光を発する黄色蛍光体、および青色レーザ光を受けて赤色蛍光を発する赤色蛍光体を含んでいる。黄色蛍光体の成分は、（Ｙ１−ｘ−ｙＧｄｘＣｅｙ）３Ａｌ５Ｏ１２（０．１≦ｘ≦０．５５、０．０１≦ｙ≦０．４）であり、赤色蛍光体の成分は、ＣａＡｌＳｉＮ３：Ｅｕである。散乱部７のサイズは、φ１ｍｍ×厚さ０．１ｍｍであり、黄色蛍光体および赤色蛍光体の粉末が電気泳動法により製膜されている。 The scattering unit 7 includes fine particles (TiO 2 ) that scatter the laser light L 1, a yellow phosphor that emits yellow fluorescence upon receiving blue laser light, and a red phosphor that emits red fluorescence upon receiving blue laser light. The component of the yellow phosphor is (Y 1-xy Gd x Ce y ) 3 Al 5 O 12 (0.1 ≦ x ≦ 0.55, 0.01 ≦ y ≦ 0.4), and the red fluorescence The body component is CaAlSiN 3 : Eu. The size of the scattering portion 7 is φ1 mm × thickness 0.1 mm, and powders of yellow phosphor and red phosphor are formed by electrophoresis.

リフレクタ８は、直径５０ｍｍの円形の開口部８ａを有するパラボラミラーであり、その奥行きは１２０ｍｍである。リフレクタ８の回転軸上に位置する底部には、窓部８ｂを形成している。散乱部７は、窓部８ｂを塞ぐように、リフレクタ８の底部に高熱伝導性接着剤で貼付して配置している。   The reflector 8 is a parabolic mirror having a circular opening 8a having a diameter of 50 mm, and the depth thereof is 120 mm. A window 8b is formed at the bottom of the reflector 8 located on the rotation axis. The scattering portion 7 is disposed by sticking to the bottom portion of the reflector 8 with a high heat conductive adhesive so as to close the window portion 8b.

拡散板９の材質はガラスであり、厚さ１ｍｍである。拡散板９の入射面９ａには、表面がスリガラス状となるように微小な凹凸を形成している。拡散板９は、リフレクタ８の内部において、リフレクタ８の内周面に当接して配置している。   The material of the diffusion plate 9 is glass and has a thickness of 1 mm. On the incident surface 9a of the diffusing plate 9, minute irregularities are formed so that the surface has a ground glass shape. The diffuser plate 9 is disposed in contact with the inner peripheral surface of the reflector 8 inside the reflector 8.

光源装置１ａでは、凸レンズ５と、散乱部７と、拡散板９とは、リフレクタ８の回転軸に沿ってそれぞれ配置されている。   In the light source device 1 a, the convex lens 5, the scattering unit 7, and the diffusion plate 9 are arranged along the rotation axis of the reflector 8.

このような光源装置１ｂでは、各半導体レーザ素子２が発振したレーザ光Ｌ１は、それぞれ集光レンズ３を通して光ファイバ４の出力端部で結合される。レーザ光Ｌ１は、光ファイバ４の出力端部側に設けられた凸レンズ５によってビーム径が調整されて、リフレクタ８の一部に開けた窓部８ｂを通して散乱部７に照射される。光源装置１ｂでは、散乱部７に対してレーザ光Ｌ１がリフレクタ８の回転軸に沿って照射される。   In such a light source device 1b, the laser light L1 oscillated by each semiconductor laser element 2 is coupled at the output end of the optical fiber 4 through the condenser lens 3, respectively. The laser beam L 1 is irradiated on the scattering unit 7 through a window 8 b opened in a part of the reflector 8 with the beam diameter adjusted by a convex lens 5 provided on the output end side of the optical fiber 4. In the light source device 1 b, the laser beam L <b> 1 is irradiated along the rotation axis of the reflector 8 to the scattering unit 7.

散乱部７に照射されたレーザ光Ｌ１は、一部が黄色蛍光体および赤色蛍光体に吸収されて波長変換され、他の一部がそのまま外部に放出される。   A part of the laser light L1 irradiated to the scattering unit 7 is absorbed by the yellow phosphor and the red phosphor, the wavelength is converted, and the other part is emitted to the outside as it is.

散乱部７から外部に放出されたレーザ光Ｌ１と黄色蛍光および赤色蛍光とは、リフレクタ８によって開口部８ａの方向に反射され、拡散板９を透過して照明光Ｌ２として出射される。本実施例では、青色レーザ光の青色成分と黄色および赤色蛍光とが混合された白色の照明光Ｌ２が、拡散板９の出射面９ｂから出射される。   The laser light L1 and yellow fluorescent light and red fluorescent light emitted to the outside from the scattering portion 7 are reflected by the reflector 8 in the direction of the opening 8a, pass through the diffusion plate 9, and are emitted as illumination light L2. In the present embodiment, white illumination light L <b> 2 in which the blue component of the blue laser light and yellow and red fluorescence are mixed is emitted from the emission surface 9 b of the diffusion plate 9.

このように、本実施例に係る光源装置１ｂによれば、青色レーザ光、黄色蛍光および赤色蛍光を用いて、良好な投光性の向上と、人の目に安全なアイセーフとを同時に実現しつつ、白色の照明光Ｌ２を得ることができる。   As described above, according to the light source device 1b according to the present embodiment, the blue laser light, the yellow fluorescent light, and the red fluorescent light are used to simultaneously realize a good light projecting property and an eye safe that is safe for human eyes. Meanwhile, white illumination light L2 can be obtained.

本発明に係る光源装置に関する第３の実施例について、図８に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した図面と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記して説明する。   A third embodiment relating to the light source device according to the present invention will be described below with reference to FIG. For convenience of explanation, members having the same functions as those in the drawings described in the above embodiment will be described with the same reference numerals.

図８は、本実施例に係る光源装置１ｃの概略構成を示す断面図である。図８に示されるように、光源装置１ｃは、半導体レーザ素子２と、集光レンズ３と、光ファイバ４と、凸レンズ５と、散乱部７と、リフレクタ８と、拡散板９と、投影レンズ１３とを備えている。   FIG. 8 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of the light source device 1c according to the present embodiment. As shown in FIG. 8, the light source device 1c includes a semiconductor laser element 2, a condensing lens 3, an optical fiber 4, a convex lens 5, a scattering portion 7, a reflector 8, a diffusion plate 9, and a projection lens. 13.

本実施例に係る光源装置１ｃでは、青色レーザ光（４５０ｎｍ）を発振し、出力１Ｗである半導体レーザ素子２を２つ、並びに、緑色レーザ光（５３０ｎｍ）を発振し、出力０．５Ｗである半導体レーザ素子２を３つ備えている。   In the light source device 1c according to the present embodiment, blue laser light (450 nm) is oscillated, two semiconductor laser elements 2 having an output of 1 W and green laser light (530 nm) are oscillated, and the output is 0.5 W. Three semiconductor laser elements 2 are provided.

散乱部７は、レーザ光Ｌ１を散乱させる微粒子（ＴｉＯ２）、および青色レーザ光を受けて赤色蛍光を発する赤蛍光体を含んでいる。赤色蛍光体の成分は、ＣａＡｌＳｉＮ３：Ｅｕである。散乱部７のサイズは、φ１ｍｍ×厚さ０．１ｍｍであり、樹脂に微粒子おいび蛍光を分散させて形成されている。 The scattering unit 7 includes fine particles (TiO 2 ) that scatter the laser beam L1 and a red phosphor that emits red fluorescence upon receiving the blue laser beam. The component of the red phosphor is CaAlSiN 3 : Eu. The size of the scattering portion 7 is φ1 mm × thickness 0.1 mm, and is formed by dispersing fine particles and fluorescence in a resin.

リフレクタ８は、直径５０ｍｍの円形の開口部８ａを有するパラボラミラーであり、その奥行きは１００ｍｍである。リフレクタ８の回転軸上に位置する底部には、窓部８ｂを形成している。散乱部７は、リフレクタ８の回転軸上にあるリフレクタ８の第１焦点ｆ１に、金属製の支持棒（図示省略）によって支持されている。   The reflector 8 is a parabolic mirror having a circular opening 8a having a diameter of 50 mm, and the depth thereof is 100 mm. A window 8b is formed at the bottom of the reflector 8 located on the rotation axis. The scattering unit 7 is supported by a metal support bar (not shown) at the first focal point f1 of the reflector 8 on the rotation axis of the reflector 8.

拡散板９の材質はアクリルであり、厚さ０．２ｍｍである。拡散板９の入射面９ａには、表面がスリガラス状となるように微小な凹凸を形成している。拡散板９は、リフレクタ８の開口部８ａを塞ぐように、リフレクタ８の端部に当接して配置している。   The material of the diffusion plate 9 is acrylic and has a thickness of 0.2 mm. On the incident surface 9a of the diffusing plate 9, minute irregularities are formed so that the surface has a ground glass shape. The diffusing plate 9 is disposed in contact with the end of the reflector 8 so as to close the opening 8 a of the reflector 8.

投影レンズ１３は、拡散板９を透過した照明光Ｌ２を所定の角度範囲で投影するものである。投影レンズ１３は、拡散板９の出射面９ｂに当接して配置されている。   The projection lens 13 projects the illumination light L2 that has passed through the diffusion plate 9 within a predetermined angle range. The projection lens 13 is disposed in contact with the emission surface 9 b of the diffusion plate 9.

光源装置１ａでは、凸レンズ５と、散乱部７と、拡散板９とは、リフレクタ８の回転軸に沿ってそれぞれ配置されている。   In the light source device 1 a, the convex lens 5, the scattering unit 7, and the diffusion plate 9 are arranged along the rotation axis of the reflector 8.

このような光源装置１ｃでは、各半導体レーザ素子２が発振したレーザ光Ｌ１は、それぞれ集光レンズ３を通して光ファイバ４の出力端部で結合される。レーザ光Ｌ１は、光ファイバ４の出力端部側に設けられた凸レンズ５によってビーム径が拡大されて、リフレクタ８の一部に開けた窓部８ｂを通して散乱部７に照射される。光源装置１ｂでは、散乱部７に対してレーザ光Ｌ１がリフレクタ８の回転軸に沿って照射される。   In such a light source device 1 c, the laser light L 1 oscillated by each semiconductor laser element 2 is coupled at the output end of the optical fiber 4 through the condenser lens 3. The laser beam L <b> 1 has its beam diameter enlarged by a convex lens 5 provided on the output end side of the optical fiber 4, and irradiates the scattering unit 7 through a window 8 b opened in a part of the reflector 8. In the light source device 1 b, the laser beam L <b> 1 is irradiated along the rotation axis of the reflector 8 to the scattering unit 7.

散乱部７に照射されたレーザ光Ｌ１は、一部が赤色蛍光体に吸収されて波長変換され、他の一部がそのまま外部に放出される。   A part of the laser light L1 irradiated to the scattering unit 7 is absorbed by the red phosphor and subjected to wavelength conversion, and the other part is directly emitted to the outside.

第１焦点ｆ１に配置された散乱部７から外部に放出されたレーザ光Ｌ１と赤色蛍光とは、リフレクタ８によって第２焦点ｆ２に向かって反射され第２焦点ｆ２と通過したあと、拡散板９を透過する。拡散板９を透過したレーザ光Ｌ１と赤色蛍光とは、投影レンズ１３によって所定の角度範囲で投影される。本実施例では、青色レーザ光の青色成分および緑色レーザ光の緑色成分と、赤色蛍光とが混合された白色の照明光Ｌ２が投影レンズ１３から出射される。   The laser light L1 and red fluorescence emitted to the outside from the scattering portion 7 disposed at the first focal point f1 are reflected by the reflector 8 toward the second focal point f2 and pass through the second focal point f2, and then the diffusion plate 9 Transparent. The laser light L1 and red fluorescence transmitted through the diffusion plate 9 are projected by the projection lens 13 within a predetermined angle range. In the present embodiment, white illumination light L <b> 2 in which the blue component of the blue laser light and the green component of the green laser light and the red fluorescence are mixed is emitted from the projection lens 13.

このように、本実施例に係る光源装置１ｃによれば、青色レーザ光、緑色レーザ光および赤色蛍光を用いて、良好な投光性の向上と、人の目に安全なアイセーフとを同時に実現しつつ、白色の照明光Ｌ２を得ることができる。   Thus, according to the light source device 1c according to the present embodiment, the blue laser beam, the green laser beam, and the red fluorescence are used to simultaneously achieve a good light projecting property and an eye safe that is safe for human eyes. However, white illumination light L2 can be obtained.

また、光源装置１ｃによれば、投影レンズ１３を拡散板９の出射面９ｂに当接して設けることにより、投影レンズ１３を備える場合であっても、光源装置１ｃの小型化を実現することができる。特に、投影レンズ１３を拡散板９の出射面９ｂ側に設けることにより、光源装置１ｃを外部から見たときに拡散板９が投影レンズ１３で隠されるため、光源装置１ｃの視覚的美観が向上する。すなわち、光源装置１ｃを自動車用のヘッドライトに用いた場合、自動車の前方から見たときにスリガラス状の拡散板９が露出することは視覚的美観の観点からユーザに好まれない傾向がある。このため、投影レンズ１３を拡散板９の出射面９ｂ側に配置することにより、ヘッドライトの外観がクリアになるため、視覚的美観の観点から好ましい。   Further, according to the light source device 1c, the projection lens 13 is provided in contact with the emission surface 9b of the diffusion plate 9, so that the light source device 1c can be downsized even when the projection lens 13 is provided. it can. In particular, by providing the projection lens 13 on the exit surface 9b side of the diffusing plate 9, the diffusing plate 9 is hidden by the projection lens 13 when the light source device 1c is viewed from the outside, so that the visual beauty of the light source device 1c is improved. To do. That is, when the light source device 1c is used for a headlight for an automobile, the exposure of the ground glass-like diffusion plate 9 when viewed from the front of the automobile tends to be unfavorable to the user from the viewpoint of visual aesthetics. For this reason, disposing the projection lens 13 on the exit surface 9b side of the diffusion plate 9 is preferable from the viewpoint of visual aesthetics because the appearance of the headlight becomes clear.

本発明に係る光源装置に関する第４の実施例について、図９に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した図面と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記して説明する。   The fourth embodiment relating to the light source device according to the present invention will be described below with reference to FIG. For convenience of explanation, members having the same functions as those in the drawings described in the above embodiment will be described with the same reference numerals.

図９は、本実施例に係る光源装置１ｄの概略構成を示す断面図である。図９に示されるように、光源装置１ｄは、半導体レーザ素子２と、集光レンズ３と、光ファイバ４と、凸レンズ５と、反射ミラー６と、散乱部７と、リフレクタ８と、拡散板９と、金属ベース１０とを備えている。   FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of the light source device 1d according to the present embodiment. As shown in FIG. 9, the light source device 1d includes a semiconductor laser element 2, a condensing lens 3, an optical fiber 4, a convex lens 5, a reflecting mirror 6, a scattering portion 7, a reflector 8, and a diffusion plate. 9 and a metal base 10.

本実施例に係る光源装置１ｄでは、青色レーザ光（４４０ｎｍ）を発振し、出力０．２Ｗである半導体レーザ素子２、緑色レーザ光（５３３ｎｍ）を発振し、出力０．３Ｗである半導体レーザ素子２、および赤色レーザ光（６４０ｎｍ）を発振し、出力０．６Ｗである半導体レーザ素子２を、それぞれ１つずつ備えている。   In the light source device 1d according to the present embodiment, a semiconductor laser element 2 that oscillates blue laser light (440 nm) and outputs 0.2 W, and a semiconductor laser element that oscillates green laser light (533 nm) and outputs 0.3 W is used. 2 and one semiconductor laser element 2 that oscillates red laser light (640 nm) and has an output of 0.6 W.

散乱部７は、内部にＴｉＯ２の微粒子を３ｗｔ％で含む無機ガラスである。散乱部７のサイズは、φ３ｍｍ×厚さ０．５ｍｍであり、その中心部φ１．５ｍｍの領域にレーザ光Ｌ１が照射される。 The scattering unit 7 is an inorganic glass containing 3 wt% of TiO 2 fine particles therein. The size of the scattering portion 7 is φ3 mm × thickness 0.5 mm, and the region of the central portion φ1.5 mm is irradiated with the laser light L1.

リフレクタ８は、半径３０ｍｍの半円形の開口部８ａを有するハーフパラボラミラーであり、その奥行きは３０ｍｍである。リフレクタ８には、窓部８ｂを形成している。散乱部７は、Ａｌが蒸着された銅製の金属ベース１０上にあるリフレクタ８の焦点位置に配置している。   The reflector 8 is a half parabolic mirror having a semicircular opening 8a having a radius of 30 mm, and the depth thereof is 30 mm. The reflector 8 has a window portion 8b. The scattering portion 7 is disposed at the focal position of the reflector 8 on the copper metal base 10 on which Al is deposited.

拡散板９の材質はポリカーボネートであり、厚さ１ｍｍである。拡散板９の入射面９ａには、表面がスリガラス状となるように微小な凹凸を形成している。拡散板９は、リフレクタ８の開口部８ａを塞ぐように、リフレクタ８の端部に当接して配置している。   The material of the diffusion plate 9 is polycarbonate and has a thickness of 1 mm. On the incident surface 9a of the diffusing plate 9, minute irregularities are formed so that the surface has a ground glass shape. The diffusing plate 9 is disposed in contact with the end of the reflector 8 so as to close the opening 8 a of the reflector 8.

このような光源装置１ｄでは、各半導体レーザ素子２が発振したレーザ光Ｌ１は、それぞれ集光レンズ３を通して光ファイバ４の出力端部で結合される。レーザ光Ｌ１は、光ファイバ４の出力端部側に設けられた凸レンズ５によって、ビーム径が調整されて反射ミラー６に照射される。   In such a light source device 1 d, the laser light L 1 oscillated by each semiconductor laser element 2 is coupled at the output end of the optical fiber 4 through the condenser lens 3. The laser beam L1 is irradiated on the reflection mirror 6 with the beam diameter adjusted by a convex lens 5 provided on the output end side of the optical fiber 4.

反射ミラー６によって反射されたレーザ光Ｌ１は、リフレクタ８の一部に開けた窓部８ｂを通して散乱部７に照射される。光源装置１ａでは、散乱部７に対してレーザ光Ｌ１が４５°の角度で照射される。散乱部７に照射されたレーザ光Ｌ１は、散乱されて外部に放出される。   The laser beam L1 reflected by the reflecting mirror 6 is applied to the scattering unit 7 through a window 8b opened in a part of the reflector 8. In the light source device 1a, the scattering portion 7 is irradiated with the laser light L1 at an angle of 45 °. The laser light L1 applied to the scattering unit 7 is scattered and emitted to the outside.

散乱部７から外部に放出されたレーザ光Ｌ１は、リフレクタ８によって開口部８ａの方向に反射され、拡散板９を透過して照明光Ｌ２として出射される。本実施例では、青色レーザの青色成分と、緑色レーザの緑色成分と、赤色レーザの赤色成分とが混合された白色の照明光Ｌ２が、光束が拡散板９の出射面９ｂから出射される。   The laser light L1 emitted from the scattering unit 7 to the outside is reflected by the reflector 8 in the direction of the opening 8a, passes through the diffusion plate 9, and is emitted as illumination light L2. In the present embodiment, the white illumination light L <b> 2 in which the blue component of the blue laser, the green component of the green laser, and the red component of the red laser are mixed is emitted from the exit surface 9 b of the diffusion plate 9.

このように、光源装置１ｄは、光の三原色である、青色、緑色および赤色のすべてのレーザ光Ｌ１を出射することができる。それゆえ、蛍光体を用いることなく、半導体レーザ素子２から発振されるレーザ光Ｌ１のみで白色の照明光Ｌ２を得ることができる。このような光源装置１ｄは、プロジェクタなどのディスプレイ用光源として用いる場合に特に有用である。   In this way, the light source device 1d can emit all the laser light L1 of blue, green, and red, which are the three primary colors of light. Therefore, the white illumination light L2 can be obtained only by the laser light L1 oscillated from the semiconductor laser element 2 without using a phosphor. Such a light source device 1d is particularly useful when used as a light source for a display such as a projector.

したがって、本実施例に係る光源装置１ｄによれば、青色レーザ光、緑色レーザ光および赤色レーザ光を用いて、良好な投光性の向上と、人の目に安全なアイセーフとを同時に実現しつつ、白色の照明光Ｌ２を得ることができる。   Therefore, according to the light source device 1d according to the present embodiment, by using the blue laser light, the green laser light, and the red laser light, a good light projecting improvement and an eye safe that is safe for human eyes can be realized at the same time. Meanwhile, white illumination light L2 can be obtained.

本発明に係る光源装置に関する第５の実施例について、図１０および図１１に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した図面と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記して説明する。   The fifth embodiment relating to the light source device according to the present invention will be described below with reference to FIGS. For convenience of explanation, members having the same functions as those in the drawings described in the above embodiment will be described with the same reference numerals.

図１０は、本実施例係る光源装置１ｅの概略構成を示す断面図である。図１０に示されるように、光源装置１ｅは、半導体レーザ素子２と、導光部（レーザ光混合部材）１４と、散乱部７と、リフレクタ８と、拡散板９と、金属ベース１０とを備えている。   FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of the light source device 1e according to the present embodiment. As shown in FIG. 10, the light source device 1 e includes a semiconductor laser element 2, a light guide part (laser light mixing member) 14, a scattering part 7, a reflector 8, a diffusion plate 9, and a metal base 10. I have.

本実施例に係る光源装置１ｅでは、青色レーザ光（４５０ｎｍ）を発振し、出力１Ｗである半導体レーザ素子２、緑色レーザ光（５３３ｎｍ）を発振し、出力１Ｗである半導体レーザ素子２、および赤色レーザ光（６４０ｎｍ）を発振し、出力１Ｗである半導体レーザ素子２をそれぞれ１つずつ備えている。   In the light source device 1e according to the present embodiment, the semiconductor laser device 2 that oscillates blue laser light (450 nm) and outputs 1 W, the semiconductor laser device 2 that oscillates green laser light (533 nm) and outputs 1 W, and red One semiconductor laser element 2 that oscillates laser light (640 nm) and has an output of 1 W is provided.

導光部１４は、複数の半導体レーザ素子２に隣接して配置され、当該複数の半導体レーザ素子２から発振された各レーザ光Ｌ１を混合して散乱部７に照射するものである。すなわち、導光部１４は、半導体レーザ素子２が発振したレーザ光Ｌ１を混合しながら集束して散乱部７のへと導くためのものであり、底面が矩形で先細りのくさび形状を有している。導光部１４は、ＢＫ７または合成石英などで構成することができる。   The light guide unit 14 is disposed adjacent to the plurality of semiconductor laser elements 2, mixes the laser beams L <b> 1 oscillated from the plurality of semiconductor laser elements 2, and irradiates the scattering unit 7. That is, the light guide unit 14 is for mixing and guiding the laser beam L1 oscillated by the semiconductor laser element 2 to the scattering unit 7, and has a rectangular bottom surface and a tapered wedge shape. Yes. The light guide unit 14 can be made of BK7 or synthetic quartz.

図１１は、本実施例に係る光源装置１ｅが備える導光部１４を示す斜視図である。図１１に示されるように、導光部１４は、複数の半導体レーザ素子２と対向して配置され、各レーザ光Ｌ１を入射させる光入射面１４ａと、光入射面１４ａから入射した各レーザ光Ｌ１を全反射させることにより、各レーザ光Ｌ１を混合しながら集束させる４つの側面（光反射面）１４ｂと、側面１４ｂにより集束された各レーザ光Ｌ１を出射する光出射面１４ｃとを有している。   FIG. 11 is a perspective view illustrating the light guide unit 14 included in the light source device 1e according to the present embodiment. As shown in FIG. 11, the light guide unit 14 is disposed to face the plurality of semiconductor laser elements 2, and has a light incident surface 14 a on which each laser beam L <b> 1 is incident, and each laser beam incident from the light incident surface 14 a. It has four side surfaces (light reflecting surfaces) 14b for focusing each laser beam L1 while mixing by totally reflecting L1, and a light emitting surface 14c for emitting each laser beam L1 focused by the side surface 14b. ing.

光出射面１４ｃの面積は、光入射面１４ａの面積よりも小さい。このため、光入射面１４ａから入射したレーザ光Ｌ１は、側面１４ｂに反射して前進することにより混合しながら集束されて光出射面１４ｃから出射される。   The area of the light emitting surface 14c is smaller than the area of the light incident surface 14a. For this reason, the laser beam L1 incident from the light incident surface 14a is reflected by the side surface 14b and moved forward to be converged and mixed and emitted from the light emitting surface 14c.

なお、導光部１４をＢＫ７または合成石英で構成したときの、導光部１４の好適なサイズの一例を下記の表１に示す。   An example of a suitable size of the light guide unit 14 when the light guide unit 14 is made of BK7 or synthetic quartz is shown in Table 1 below.

Figure 0005722068
Figure 0005722068

散乱部７は、内部にＴｉＯ２の微粒子を３ｗｔ％で含む無機ガラスである。散乱部７は、厚さ０．５ｍｍであり、導光部１４の光出射面１４ｃを覆うように設けられている。このように、散乱部７を導光部１４の光出射面１４ｃに設けることにより、混合されたレーザ光Ｌ１を効率的に散乱部７の小さな面積に直接照射することができるので、散乱部７を小径化して、損失のない小さな点光源を得ることができる。なお、散乱部７は、必ずしも導光部１４の光出射面１４ｃに設ける必要はなく、光出射面１４ｃの近傍に設けられていればよい。 The scattering unit 7 is an inorganic glass containing 3 wt% of TiO 2 fine particles therein. The scattering portion 7 has a thickness of 0.5 mm and is provided so as to cover the light emitting surface 14 c of the light guide portion 14. Thus, by providing the scattering part 7 on the light emitting surface 14 c of the light guide part 14, the mixed laser light L 1 can be efficiently irradiated directly onto a small area of the scattering part 7. A small point light source without loss can be obtained. In addition, the scattering part 7 does not necessarily need to be provided in the light-projection surface 14c of the light guide part 14, and should just be provided in the vicinity of the light-projection surface 14c.

このような構成の光源装置１ｅでは、半導体レーザ素子２が発振したレーザ光Ｌ１は、導光部１４の光入射面１４ａに入射して、側面１４ｂによって全反射されて光出射面１４ｃに集束する。そして、光出射面１４ｃから出射したレーザ光Ｌ１は、散乱部７に伝播し、散乱されて外部に放出される。   In the light source device 1e having such a configuration, the laser light L1 oscillated by the semiconductor laser element 2 is incident on the light incident surface 14a of the light guide unit 14, is totally reflected by the side surface 14b, and is focused on the light emitting surface 14c. . Then, the laser light L1 emitted from the light emitting surface 14c propagates to the scattering unit 7, is scattered, and is emitted to the outside.

散乱部７から外部に放出されたレーザ光Ｌ１は、リフレクタ８によって開口部８ａの方向に反射され、拡散板９を透過して照明光Ｌ２として出射される。本実施例では、青色レーザの青色成分と緑色レーザの緑色成分と赤色レーザの赤色成分とが混合された白色の照明光Ｌ２が、拡散板９から出射される。   The laser light L1 emitted from the scattering unit 7 to the outside is reflected by the reflector 8 in the direction of the opening 8a, passes through the diffusion plate 9, and is emitted as illumination light L2. In this embodiment, white illumination light L <b> 2 in which the blue component of the blue laser, the green component of the green laser, and the red component of the red laser are mixed is emitted from the diffusion plate 9.

このように、光源装置１ｅは導光部１４を備え、導光部１４により混合されたレーザ光Ｌ１が散乱部７に伝播するので、光ムラのない均一な照明光Ｌ２を得ることができる。   As described above, the light source device 1e includes the light guide unit 14, and the laser light L1 mixed by the light guide unit 14 propagates to the scattering unit 7. Therefore, uniform illumination light L2 without light unevenness can be obtained.

また、混合されたレーザ光Ｌ１を効率的に散乱部７に導入することができるため、レーザ光Ｌ１の強度損失を抑制して、散乱部７を損失のない小さな点光源として作用させることができる。   Further, since the mixed laser light L1 can be efficiently introduced into the scattering portion 7, the intensity loss of the laser light L1 can be suppressed and the scattering portion 7 can act as a small point light source without loss. .

したがって、本実施例に係る光源装置１ｅによれば、青色レーザ光、緑色レーザ光および赤色レーザ光を用いて、良好な投光性の向上と、人の目に安全なアイセーフとを同時に実現しつつ、白色の照明光Ｌ２を効率的に得ることができる。   Therefore, according to the light source device 1e according to the present embodiment, by using the blue laser light, the green laser light, and the red laser light, it is possible to simultaneously realize a good light projecting improvement and a safe eye-safe for human eyes. Meanwhile, the white illumination light L2 can be efficiently obtained.

本発明は、光源装置や照明装置、特に車両用などのヘッドライトに好適に適用することができる。   The present invention can be suitably applied to a light source device or a lighting device, particularly a headlight for a vehicle.

１ 光源装置
１ａ 光源装置
１ｂ 光源装置
１ｃ 光源装置
１ｄ 光源装置
１ｅ 光源装置
２ 半導体レーザ素子（レーザ光源）
７ 散乱部（散乱部材）
８ リフレクタ（反射部材）
９ 拡散板（拡散部材）
９Ａ 拡散板
９ａ 入射面
９ｂ 出射面
１３ 投影レンズ
１４ 導光部（レーザ光混合部材）
１４ａ 光入射面
１４ｂ 側面（光反射面）
１４ｃ 光出射面
７８ 投光部（投光部材）
１００ ヘッドライトユニット
１００ａ ヘッドライトユニット
Ｌ１ レーザ光
Ｌ２ 照明光
ｆ１ 第１焦点
ｆ２ 第２焦点 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Light source device 1a Light source device 1b Light source device 1c Light source device 1d Light source device 1e Light source device 2 Semiconductor laser element (laser light source)
7 Scattering part (scattering member)
8 Reflector (reflective member)
9 Diffusion plate (Diffusion member)
9A Diffuser 9a Incident surface 9b Emission surface 13 Projection lens 14 Light guide (laser beam mixing member)
14a Light incident surface 14b Side surface (light reflecting surface)
14c Light exit surface 78 Light projecting part (light projecting member)
100 Headlight unit 100a Headlight unit L1 Laser light L2 Illumination light f1 First focus f2 Second focus

Claims (13)

レーザ光を発振するレーザ光源と、
前記レーザ光源から離間した位置に配置され、入射したレーザ光を拡散しつつ透過する拡散部材と、
前記レーザ光源から発振されたレーザ光を含む照明光を投光する投光部材と、
を備えた光源装置であって、
前記光源装置から外部に照射される照明光のすべては、前記拡散部材を透過したものであり、
前記拡散部材は、当該拡散部材の出射面における光密度を人の目に安全な値にまで低下させることを特徴とする光源装置。 A laser light source for emitting laser light;
A diffusion member disposed at a position spaced from the laser light source and transmitting the incident laser light while diffusing;
A light projecting member that projects illumination light including laser light oscillated from the laser light source;
A light source device comprising:
All of the illumination light irradiated to the outside from the light source device state, and are not transmitted through the diffusing member,
The diffusing member, a light source device according to claim Rukoto reduced to a safe value the optical density to the human eye at the exit surface of the diffusing member. 前記拡散部材は、前記投光部材の一部に接して配置されていることを特徴とする請求項１に記載の光源装置。   The light source device according to claim 1, wherein the diffusing member is disposed in contact with a part of the light projecting member. 前記拡散部材は、前記投光部材の前記照明光を出射する領域を覆うように配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の光源装置。   The light source device according to claim 1, wherein the diffusing member is disposed so as to cover a region of the light projecting member that emits the illumination light. 前記投光部材は、レンズを含み、
前記拡散部材は、前記レンズの少なくとも一方の面に配置されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の光源装置。 The light projecting member includes a lens,
The light source device according to claim 1, wherein the diffusing member is disposed on at least one surface of the lens. 前記投光部材は、凹状の反射面を有する反射鏡を含み、
前記拡散部材は、前記反射鏡の内部または開口部に配置されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の光源装置。 The light projecting member includes a reflecting mirror having a concave reflecting surface,
4. The light source device according to claim 1, wherein the diffusing member is disposed inside or in the opening of the reflecting mirror. 5. 前記拡散部材は、表面に微小な凹凸が形成されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の光源装置。   6. The light source device according to claim 1, wherein the diffusing member has minute irregularities formed on a surface thereof. 前記拡散部材は、表面にサーフェスレリーフホログラムパターンまたはマイクロレンズアレイパターンが形成されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の光源装置。   6. The light source device according to claim 1, wherein a surface relief hologram pattern or a microlens array pattern is formed on a surface of the diffusing member. 前記レーザ光源から発振されたレーザ光を散乱させる散乱部材をさらに備え、
前記投光部材は、前記散乱部材により散乱されたレーザ光を含む照明光を投光することを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の光源装置。 A scattering member that scatters laser light emitted from the laser light source;
The light source device according to any one of claims 1 to 7, wherein the light projecting member projects illumination light including laser light scattered by the scattering member. 前記散乱部材は、前記レーザ光源から発振されたレーザ光の一部により発光し、蛍光を発する蛍光体を含んでいることを特徴とする請求項８に記載の光源装置。   The light source device according to claim 8, wherein the scattering member includes a phosphor that emits light by emitting a part of laser light oscillated from the laser light source and emits fluorescence. 前記レーザ光源は、可視光の波長域でレーザ光を発振することを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の光源装置。   The light source device according to claim 1, wherein the laser light source oscillates laser light in a visible light wavelength range. 請求項１から１０のいずれか１項に記載の光源装置を備えていることを特徴とする照明装置。   An illumination device comprising the light source device according to any one of claims 1 to 10. 請求項１から１０のいずれか１項に記載の光源装置を備えていることを特徴とする車両用前照灯。   A vehicle headlamp comprising the light source device according to any one of claims 1 to 10. 前記拡散部材は、前記光源装置を外部環境から保護するための車両用前照灯カバーとして構成されていることを特徴とする請求項１２に記載の車両用前照灯。   The vehicle headlamp according to claim 12, wherein the diffusing member is configured as a vehicle headlamp cover for protecting the light source device from an external environment.
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