JP5994537B2 - Luminescent bulb and vehicle lamp - Google Patents
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Description
本発明は、半導体レーザ素子を備えた発光バルブ、及びこの発光バルブを備えた車両用灯具に関する。 The present invention relates to a light-emitting bulb provided with a semiconductor laser element, and a vehicular lamp provided with the light-emitting bulb.
従来、例えば車両の前照灯に用いられるLED(Light Emitting Diode)を光源としたLEDバルブが知られている(特許文献1参照)。 Conventionally, for example, an LED bulb using a light emitting diode (LED) used for a vehicle headlamp as a light source is known (see Patent Document 1).
特許文献1に記載のLEDバルブは、既存のフィラメントバルブとの互換性を確保するように構成され、熱伝導性を有する材料からなる円筒状のバルブ本体と、このバルブ本体の一端部に配設され、発光面から指向性を有した光を発するパワーLED等のLED発光体素子と、LED発光体素子からの出射光を反射する反射部材と、反射部材をバルブ本体に連結する複数の支柱と、反射部材に設けられた第1ヒートシンクと、バルブ本体の他端部に設けられた第2ヒートシンクとを備えている。 The LED bulb described in Patent Document 1 is configured to ensure compatibility with existing filament bulbs, and is provided at a cylindrical bulb body made of a material having thermal conductivity and at one end of the bulb body. An LED light emitter element such as a power LED that emits light having directivity from the light emitting surface, a reflective member that reflects light emitted from the LED light emitter element, and a plurality of pillars that connect the reflective member to the bulb body And a first heat sink provided on the reflecting member, and a second heat sink provided on the other end of the valve body.
反射部材は、フィラメントバルブを装着可能な前照灯のソケット部に、フィラメントバルブに替えてLEDバルブを装着した場合の光の出射方向が、フィラメントバルブの光の出射方向と略同じになるように、LED発光体素子の発光面に向かって突出する円錐状に形成されている。LED発光体素子から出射された光は、反射部材の反射面で反射し、凹状反射鏡の内面でさらに反射して車両の前方を照射する。LED発光体素子で発生する熱は、複数の支柱及び反射部材に伝導して第1ヒートシンクから放熱されると共に、バルブ本体を伝導して第2ヒートシンクから放熱される。 The reflecting member is arranged so that the light emission direction when the LED bulb is attached to the socket portion of the headlamp to which the filament bulb can be attached is substantially the same as the light emission direction of the filament bulb. The LED light emitter element is formed in a conical shape protruding toward the light emitting surface. The light emitted from the LED light emitting element is reflected by the reflecting surface of the reflecting member and further reflected by the inner surface of the concave reflecting mirror to irradiate the front of the vehicle. The heat generated in the LED light emitter element is conducted to the plurality of support columns and the reflecting member and is radiated from the first heat sink, and is conducted from the bulb body to be radiated from the second heat sink.
車両の前照灯は、その発光色が白色であることが定められており(「道路運送車両の保安基準」参照)、この基準に適合すべく、例えば青色の光を発するLEDの出射光と、この出射光によって励起される蛍光体が発する黄色光との混色により、白色の発光を得ることが行われている。また、紫色の光又は紫外光を発するLEDの出射光によって励起され、赤・青・緑の蛍光を発する3種の蛍光体を用いて白色の発光を得る場合もある。このような白色光を発するLEDバルブは、車両の前照灯のみならず、例えば室内の照明等にも広く用いられるようになっている。 Vehicle headlamps are stipulated to emit white light (see “Safety Standards for Road Transport Vehicles”), and in order to comply with this standard, for example, emitted light from an LED emitting blue light A white light emission is obtained by mixing with yellow light emitted from a phosphor excited by the emitted light. In some cases, white light emission may be obtained using three kinds of phosphors that are excited by light emitted from LEDs emitting purple light or ultraviolet light and emit red, blue, and green fluorescence. Such LED bulbs that emit white light are widely used not only for vehicle headlamps but also for indoor lighting, for example.
このようなLEDバルブに用いられる蛍光体は、高温状態におかれると、特性が劣化して蛍光が弱くなることがある。蛍光体の特性が劣化すると、使用開始当初は白色光を発していても、長時間の使用によって色味が変化してしまう。 When the phosphor used in such an LED bulb is placed in a high temperature state, the characteristics may deteriorate and the fluorescence may weaken. When the characteristics of the phosphor are deteriorated, even if white light is emitted at the beginning of use, the color changes due to long-term use.
特許文献1に記載のLEDバルブでは、LED発光体素子として光量の大きなパワーLEDが用いられているが、このようなパワーLEDでは、半導体発光素子と蛍光体を含む樹脂又はガラスとが近接又は接触して配置されたものが一般的である。このため、半導体発光素子が発する熱によって蛍光体が高熱となり、その特性が劣化するおそれがあった。また、ハイパワーなLEDを棒状のヒートシンクの先端に置いただけでは、その放熱性が不十分であり、半導体発光素子の発光効率が低下するとともに寿命が短くなってしまうおそれがあった。 In the LED bulb described in Patent Document 1, a power LED having a large amount of light is used as an LED light emitter element. In such a power LED, a semiconductor light emitting element and a resin or glass containing a phosphor are close to or in contact with each other. Are generally arranged. For this reason, the phosphor is heated by heat generated by the semiconductor light emitting element, and there is a possibility that the characteristics of the phosphor deteriorate. Further, if a high-power LED is simply placed at the tip of a rod-shaped heat sink, the heat dissipation property is insufficient, and the light emission efficiency of the semiconductor light emitting element may be lowered and the lifetime may be shortened.
そこで、本発明は、半導体レーザ素子を光源として備え、この半導体レーザ素子の光によって励起される蛍光体の熱による特性の劣化、及び半導体レーザ素子自身の熱による半導体レーザ素子の劣化を抑制することが可能な発光バルブ及び車両用灯具を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention includes a semiconductor laser element as a light source, and suppresses deterioration of characteristics of the phosphor excited by light of the semiconductor laser element due to heat and deterioration of the semiconductor laser element due to heat of the semiconductor laser element itself. An object of the present invention is to provide a light emitting bulb and a vehicular lamp that can be used.
本発明は、上記課題を解決することを目的として、半導体レーザ素子と、前記半導体レーザ素子が発する光の配光角を絞るレンズと、前記レンズを通過した前記半導体レーザ素子の光を励起光として蛍光を発する蛍光体を含む透光性部材と、前記半導体レーザ素子を支持する支持部、及び前記支持部から前記半導体レーザ素子の熱を放熱する放熱部を有する基台と、前記レンズの光軸に沿って配置され、前記透光性部材を前記半導体レーザ素子から離間させて前記基台に支持する支持部材とを備えた発光バルブを提供する。 In order to solve the above problems, the present invention provides a semiconductor laser element, a lens for narrowing a light distribution angle of light emitted from the semiconductor laser element, and light from the semiconductor laser element that has passed through the lens as excitation light. A translucent member including a fluorescent material that emits fluorescence; a support part that supports the semiconductor laser element; a base that includes a heat dissipation part that dissipates heat of the semiconductor laser element from the support part; and an optical axis of the lens The light emitting bulb is provided with a supporting member that is disposed along the support member and that supports the light-transmitting member on the base while being spaced apart from the semiconductor laser element.
また、前記透光性部材には、前記レンズの光軸に沿って前記半導体レーザ素子の光を導入する空間が形成されているとよい。 Further, the light transmissive member may be formed with a space for introducing light of the semiconductor laser element along the optical axis of the lens.
また、前記透光性部材は、前記レンズから離れるにつれてテーパ状に前記空間の内径が縮小する領域を含むとよい。 The translucent member may include a region in which the inner diameter of the space decreases in a tapered shape as the distance from the lens increases.
また、前記透光性部材は、有底筒状に形成され、前記透光性部材の底部における外面に反射面を接触させて配置された反射部材をさらに備えるとよい。 Moreover, the said translucent member is good to further be provided with the reflecting member formed in the shape of a bottomed cylinder, and arrange | positioning a reflecting surface in contact with the outer surface in the bottom part of the said translucent member.
また、前記透光性部材の前記空間に配置され、前記レンズの光軸に対して傾斜した反射面を有し、前記レンズを通過した前記半導体レーザ素子の光を前記空間の内面に反射する反射部材をさらに備えるとよい。 A reflection member disposed in the space of the translucent member, having a reflection surface inclined with respect to the optical axis of the lens, and reflecting light of the semiconductor laser element that has passed through the lens to an inner surface of the space; It is good to further provide a member.
また、前記反射部材には、前記反射面が前記レンズの光軸に沿って離間した複数箇所に形成されているとよい。 Further, the reflecting member may be formed with a plurality of reflecting surfaces separated along the optical axis of the lens.
また、本発明は、上記課題を解決することを目的として、前記発光バルブと、前記発光バルブの前記基台が奥部に取り付けられる凹面反射鏡とを備えた車両用灯具を提供する。 Moreover, this invention provides the vehicle lamp provided with the said light-emitting bulb and the concave reflecting mirror to which the said base of the said light-emitting bulb is attached to the back part for the purpose of solving the said subject.
本発明に係る発光バルブ及び車両用灯具によれば、半導体レーザ素子の光によって励起される蛍光体の熱による特性の劣化を抑制することが可能となる。 According to the light emitting bulb and the vehicular lamp according to the present invention, it is possible to suppress deterioration of characteristics due to heat of the phosphor excited by light of the semiconductor laser element.
[第1の実施の形態]
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る発光バルブ、及びこの発光バルブを備えた車両用灯具としてのヘッドライトの構成例を示す断面図である。図2は、発光バルブの構成例を示す断面図である。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration example of a light emitting bulb according to a first embodiment of the present invention and a headlight as a vehicular lamp including the light emitting bulb. FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a configuration example of a light emitting bulb.
(ヘッドライトの構成)
ヘッドライト1は、発光バルブ10と、凹面反射鏡11と、アウタレンズ12と、放熱板13とを備えている。このヘッドライト1は、車両の前照灯として用いられ、発光バルブ10の発光部100から放射された光を凹面反射鏡11の反射面11aによってアウタレンズ12側に反射し、車両の前方を照射する。
(Headlight structure)
The headlight 1 includes a
発光バルブ10は、凹面反射鏡11の奥部110に形成された挿通孔111を挿通して、発光部100を含む一端部が凹面反射鏡11の内部に挿入される。発光バルブ10の他端部は、放熱板13に接触した状態で固定される。放熱板13は、発光バルブ10の熱を例えば車体(図示せず)に熱伝導させて放熱する。発光部100は、凹面反射鏡11の奥部110からの距離がd1からd2の範囲に亘って配置される。
The
(発光バルブの構成)
図2に示すように、発光バルブ10は、複数の半導体レーザ素子20と、半導体レーザ素子20が発する光の配光角を絞るレンズ3と、レンズ3を通過した半導体レーザ素子20の光を励起光として蛍光を発する蛍光体4aを含む透光性部材4と、半導体レーザ素子20を支持する支持部51、及び支持部51から半導体レーザ素子20の熱を放熱する放熱部52を有する基台5と、レンズ3の光軸Lに沿って配置され、透光性部材4を半導体レーザ素子20から離間させて基台5に支持する支持部材6と、透光性部材4の外面に配置された反射部材7とを備えている。
(Configuration of luminous bulb)
As shown in FIG. 2, the
半導体レーザ素子20は、例えばピーク波長が430nm以上470nm以下である青色の光を発するレーザダイオードである。この半導体レーザ素子20は、基台5に立設された電極53から電流の供給を受け、レンズ3に向かって青色のレーザ光を出射する。本実施の形態では、複数の半導体レーザ素子20によって光源2が構成されている。ただし、必要な光量が得られるのであれば、単一の半導体レーザ素子20によって光源2を構成してもよい。
The
レンズ3は、ガラスや樹脂等の透光性を有する材料からなる凸レンズであり、光源2と透光性部材4との間に配置されている。本実施の形態では、基台5に固定された環状支持部材54によってレンズ3が支持されている。レンズ3は、環状支持部材54の中心部における窓部540を通過した半導体レーザ素子20の光を入射し、光軸L上の焦点に向かって集光する。図2では、レンズ3の前後における光束の外縁を二点鎖線で示している。
The lens 3 is a convex lens made of a translucent material such as glass or resin, and is disposed between the light source 2 and the translucent member 4. In the present embodiment, the lens 3 is supported by the
透光性部材4は、有底筒状の本体部41と、本体部41の外周面41aから外方に突出した環状の鍔部42とを一体に有している。本実施の形態では、透光性部材4が蛍光体4aと共に光拡散材4bを含み、蛍光体4a及び光拡散材4bが透光性の基材4c中に分散している。透光性部材4は、例えば基材4cとなるガラス粉末に粉状の蛍光体4a及び光拡散材4bを混合して焼成することにより得ることができる。蛍光体4aとしては、青色の光を受けて黄色の蛍光を発するYAG(イットリウム・アルミニウム・ガーネット)系の蛍光体を用いることができる。光拡散材4bとしては、例えば粒子状の二酸化ケイ素やセラミック等を用いることができる。なお、図2では、説明のため、蛍光体4a及び光拡散材4bの大きさを誇張して示している。
The translucent member 4 integrally includes a bottomed cylindrical
基台5は、例えばアルミニウム等の熱伝導性に優れた金属からなり、支持部51と放熱部52とを一体に有している。支持部51は、レンズ3の光軸Lに中心軸が一致するように形成された柱状であり、その外周に複数の半導体レーザ素子20が固定されている。放熱部52は、支持部51よりも大径の円盤状であり、その底面51aから一対の電源端子55が突出している。より詳細には、放熱部52は、支持部51側の小径部521及び電源端子55側の大径部522からなり、小径部521と大径部522との境目には段差部523が形成されている。
The base 5 is made of a metal having excellent thermal conductivity such as aluminum, for example, and integrally includes a support portion 51 and a heat radiating portion 52. The support portion 51 has a columnar shape formed so that the central axis coincides with the optical axis L of the lens 3, and a plurality of
小径部521の上面521a(支持部51側の面)には、複数の電極53が立設されると共に、環状支持部材54が固定されている。大径部522の外周面522aは、放熱板13に接触している。なお、大径部522の外周面522aと放熱板13との間に熱伝導率の高い熱伝達部材を介在させてもよい。つまり、大径部522から放熱板13に熱が伝わるように熱的に結合されていればよい。
A plurality of
支持部51は、半導体レーザ素子20で発生した熱を吸収し、半導体レーザ素子20の過熱を抑制する。支持部51で吸収された熱は、放熱部52に熱伝導し、さらに放熱部52から放熱板13に熱伝導して放熱される。
The support part 51 absorbs heat generated in the
支持部材6は、中空の円筒状であり、例えばアルミニウム等の金属からなる。支持部材6は、その一端部が基台5の段差部523に例えば溶接によって固定され、他端部には透光性部材4の鍔部42が例えば加締めによって取り付けられている。支持部材6の一端部は放熱板13に接している。図2に示す例では、支持部材6の外径及び内径が一端部から他端部に向かって徐々に縮径しているが、支持部材6の外径及び内径は均一であってもよい。また、複数の棒状の支持部材によって透光性部材4を基台5に支持してもよい。
The support member 6 has a hollow cylindrical shape and is made of a metal such as aluminum. One end of the support member 6 is fixed to the
反射部材7は、鏡面加工された反射面7aを有するアルミニウムやステンレス鋼等の金属板からなる。この反射部材7は、レンズ3の光軸Lに沿って直進する光がそのままヘッドライト1の外部に放射されることを防止している。 The reflecting member 7 is made of a metal plate such as aluminum or stainless steel having a mirror-finished reflecting surface 7a. The reflecting member 7 prevents light traveling straight along the optical axis L of the lens 3 from being radiated to the outside of the headlight 1 as it is.
(透光性部材の構成)
次に、透光性部材4の詳細な構成について図3を参照して説明する。図3は、透光性部材4を示し、(a)は斜視図、(b)は下面図、(c)は中心軸Cに沿った断面図である。
(Configuration of translucent member)
Next, the detailed structure of the translucent member 4 will be described with reference to FIG. FIG. 3 shows the translucent member 4, where (a) is a perspective view, (b) is a bottom view, and (c) is a cross-sectional view along the central axis C.
図3(c)に示すように、有底円筒状の本体部41は、底部410、第1筒部411、及び第2筒部412によって構成されている。第2筒部412はレンズ3側に配置され、第2筒部412と底部410との間に第1筒部411が形成されている。第1筒部411及び第2筒部412の中心部には、レンズ3の光軸Lに沿って光源2の光を導入する空間40が形成されている。蛍光体4aは、この空間40に導入された光源2の光を励起光として、光源2の光とは異なる波長の蛍光(黄色光)を発する。
As shown in FIG. 3C, the bottomed cylindrical
第1筒部411における空間40の内面40aは、底部410に向かうにつれて、すなわちレンズ3から離れるにつれて、テーパ状に内径が縮小する円錐内面として形成されている。つまり、第1筒部411は、レンズ3から離れるにつれて内径がテーパ状に縮小する筒状の領域として形成されている。第2筒部412における空間40の内面は、内径が均一な円筒内面として形成されている。
The
鍔部42は、第2筒部412における第1筒部411とは反対側の端部に形成されている。鍔部42には、レンズ3側を小径とする段部421が設けられ、この段部421に支持部材6が嵌合する。透光性部材4は、その中心軸Cがレンズ3の光軸Lと一致するように、支持部材6によって支持される。
The
レンズ3によって集光された光源2の光は、主として空間40の内面40aから透光性部材4に入射する。透光性部材4に入射した光の一部は蛍光体4aに当たって蛍光体4aを励起する。また、透光性部材4に入射した光の他の一部は光拡散材4bに当たって拡散される。光拡散材4bによって拡散された光の一部は蛍光体4aに当たり、他の一部は本体部41の外周面41aから透光性部材4の外部に放射される。
The light of the light source 2 collected by the lens 3 is incident on the translucent member 4 mainly from the
底部410における透光性部材4の外面410aは、中心軸Cに対して直交する平坦な面として形成されている。反射部材7(図2に示す)は、外面410aに反射面7aを接触させて配置されている。反射部材7は、外面410aから出射する方向の光を反射面7aによって透光性部材4の内部に反射する。
The
透光性部材4は、蛍光体4aによって波長変換された黄色光、及び蛍光体4aによって波長変換されていない青色光(半導体レーザ素子20の発光光)を本体部41の外周面41aから放射する。黄色と青色とは、互いに補色関係にあるので、黄色光と青色光の混色により、白色光が得られる。すなわち、透光性部材4は発光バルブ10の発光部100(図1に示す)として機能し、その透光性部材4から放射された白色光が凹面反射鏡11の反射面11aで反射してアウタレンズ12から出射される。
The translucent member 4 emits yellow light whose wavelength has been converted by the
図4は、従来のヘッドランプに広く用いられるハロゲンバルブ(H−7バルブ)8を示す概略図である。 FIG. 4 is a schematic diagram showing a halogen bulb (H-7 bulb) 8 widely used in conventional headlamps.
ハロゲンバルブ8は、口金81と、中空筒状のガラス殻82と、ガラス殻82の頂部に設けられたシェード(遮光部)83と、発光部としてのフィラメント84と、一対の電源端子85と、ステム86とを備えている。フィラメント84は、単コイルまたは二重コイルからなり、ガラス殻82の中心軸に沿って線状に配置されている。
The
本実施の形態に係る発光バルブ10は、凹面反射鏡11の奥部110にハロゲンバルブ8を取り付けた際にフィラメント84が位置する部位に透光性部材4(発光部100)の少なくとも一部が配置されるように構成されている。つまり、凹面反射鏡11にハロゲンバルブ8を取り付けた場合には、凹面反射鏡11の奥部110からの距離がd1からd2の範囲(図1参照)にフィラメント84の少なくとも一部が配置される。この透光性部材4の位置の調整は、例えば支持部材6の長さを調節することによって可能である。
In the
このように発光バルブ10が構成されていることにより、凹面反射鏡11としては、ハロゲンバルブ8を適用することを前提に設計された既存構成のものを用いることができる。
Since the
(比較例)
図5は、比較例として示す透光性部材9を示す断面図である。
(Comparative example)
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a translucent member 9 shown as a comparative example.
この透光性部材9は、中心部に空間が形成されておらず、中実である他は第1の実施の形態に係る透光性部材4と同様に構成されている。透光性部材9は、円柱状の本体部91と、本体部91の外周に突出して形成された鍔部92とを有している。透光性部材9の基材には、透光性部材4と同様に、蛍光体及び光拡散材が分散している。
The translucent member 9 is configured in the same manner as the translucent member 4 according to the first embodiment except that a space is not formed at the center and is solid. The translucent member 9 includes a columnar
この透光性部材9に入射面9aから青色光Laが入射すると、その入射光は透光性部材9の内部において光拡散材で拡散され、一部は蛍光体に当たって蛍光体を励起する。本体部91の外周面91aから出射される光は、入射面9aから遠い側における出射光Lbと、比較的入射面9aに近い側から出射される出射光Lcとの間で、透光性部材9の内部を通過する距離に大きな違いが生じ、これにより色むらが発生する。
When the blue light La is incident on the light transmissive member 9 from the
つまり、出射光Lbは、透光性部材9の内部を通過する距離が出射光Lcよりも長いので、蛍光体で波長変換される割合が高くなり、出射光Lcに比較して黄色を帯びることとなる。したがって、この透光性部材9を透光性部材4に替えて発光バルブ10に適用した場合には、ヘッドライト1の照射位置によって色のばらつきが大きくなる。
That is, since the outgoing light Lb has a longer distance to pass through the inside of the translucent member 9 than the outgoing light Lc, the ratio of wavelength conversion by the phosphor is high, and it is yellowish compared to the outgoing light Lc. It becomes. Therefore, when the translucent member 9 is applied to the
本実施の形態では、透光性部材4の中心部に空間40が形成されていることにより、透光性部材4から出射される光が透光性部材4の内部を通過する距離のばらつきが抑制される。つまり、第1筒部411における空間40の内面40aから入射した光は、空気の屈折率と透光性部材4の基材4cの屈折率との違い(空気の屈折率<基材4cの屈折率)によって屈折し、内面40aから外側に向かって広がるように透光性部材4内を進み、本体部41の外周面41aから出射される。したがって、中実に形成された透光性部材9に比較して、出射光における黄色光の割合が均一化され、色むらが抑制される。
In the present embodiment, since the
(第1の実施の形態の作用及び効果)
本実施の形態によれば、以下に示す作用及び効果が得られる。
(Operation and effect of the first embodiment)
According to the present embodiment, the following operations and effects can be obtained.
(1)透光性部材4は支持部材6によって光源2から離間して支持されているので、光源2における複数の半導体レーザ素子20で発生した熱が透光性部材4に伝わりにくい。これにより、透光性部材4の温度上昇が抑制され、蛍光体4aにおける熱による特性の劣化(変換効率の低下)が抑えられる。また、透光性部材4と基台5とを離間させることにより、透光性部材4を凹面反射鏡11内の適切な位置(ハロゲンバルブ8を取り付けた場合のフィラメント84に対応する位置)に配置しながら、光源2を放熱板13に近い位置に配置することができ、基台5による放熱を効率的に行うことができる。またさらに、本実施の形態では、支持部材6の基台5側の一端部が放熱板13に接しており、支持部材6の温度が放熱板13よりも高くなることが抑制されるので、より確実に蛍光体4aの熱による特性の劣化を抑制することが可能となる。
(1) Since the translucent member 4 is supported by being separated from the light source 2 by the support member 6, heat generated by the plurality of
(2)透光性部材4の中心部に空間40が形成されているので、上記比較例に係る透光性部材9との対比によって説明したように、出射光の色むらを抑制することが可能となる。なお、本実施の形態では、レンズ3によって光源2の光が集光されるので、光源2と透光性部材4との間が離れても、空間40の内部に光源2の光を導入することが可能である。
(2) Since the
(3)透光性部材4の空間40における内面40aは、底部410に向かうにつれてテーパ状に内径が縮小するので、例えば中心軸Cに直交する平坦な面から光が入射する場合に比較して、空間40の中心軸C方向に沿って延びる広い範囲にわたって光源2の光を入射することができる。これにより、より多くの蛍光体4aから蛍光を発生させることができ、一部の蛍光体4aが集中的に励起されることによって蛍光体4aの温度が上昇して蛍光が弱くなる温度消光現象の発生を抑制することができる。
(3) The
(4)透光性部材4の底部410における外面410aには、反射部材7が反射面7aを接触させて配置されているので、透光性部材4から出射した光が凹面反射鏡11の反射面11aで反射することなくアウタレンズ12から出射されることを防止できると共に、反射部材7を支持するための支持部材等を設けることなく反射部材7を配置することが可能となる。
(4) Since the reflecting member 7 is disposed on the
[第2の実施の形態]
次に、本発明の第2の実施の形態について図6を参照して説明する。図6は第2の実施の形態に係る発光バルブ10Aを示す断面図である。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a sectional view showing a
この発光バルブ10Aは、透光性部材4A及び反射部材7Aの構成が第1の実施の形態に係る透光性部材4及び反射部材7と異なる他は、第1の実施の形態に係る発光バルブ10と同様に構成されている。図6において、第1の実施の形態について説明したものと同様の機能を有する構成要素については同一の符号を付してその重複した説明を省略する。
This
透光性部材4Aは、本体部41Aと鍔部42Aとを一体に有している。本体部41Aと鍔部42Aには、蛍光体4a及び光拡散材4bが基材4c中に分散して配置されている。本体部41Aは、その外形が円錐状であり、中心部には同じく円錐状の空間40Aが形成されている。本体部41Aにおける空間40Aよりも奥側における底部410Aの外面410Aaには、反射部材7Aの反射面7Aaが接している。
The
レンズ3を通過した光(図6に二点鎖線で示す)は、空間40Aにおける透光性部材4Aの内面40Aaから本体部41A内に入射し、その一部が蛍光体4aを励起して蛍光を発生させる。また本体部41A内に入射した光の一部は直接的に、もしくは光拡散材4bに拡散されて、本体部41Aの外周面41Aaから放射される。
Light that has passed through the lens 3 (indicated by a two-dot chain line in FIG. 6) enters the
本実施の形態によっても、第1の実施の形態について説明したものと同様の作用及び効果が得られる。 Also according to the present embodiment, the same operations and effects as those described for the first embodiment can be obtained.
[第3の実施の形態]
次に、本発明の第3の実施の形態について図7を参照して説明する。図7は第3の実施の形態に係る発光バルブ10Bを示し、(a)は全体断面図、(b)は透光性部材4B及び反射部材7Bの拡大図である。この発光バルブ10Bは、透光性部材4B及び反射部材7Bの構成が異なる他は、第1の実施の形態に係る発光バルブ10と同様に構成されている。
[Third Embodiment]
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 7A and 7B show a
透光性部材4Bは、本体部41Bと鍔部42Bとを一体に有している。本体部41Bは円筒状であり、その中心部に空間40Bが形成されている。本実施の形態では、本体部41Bの肉厚が均一に成形されている。本体部41Bは、レンズ3とは反対側の開口が反射部材7Bによって閉塞されている。
The translucent member 4B integrally includes a
反射部材7Bは、円板状の基部71と円錐状の反射部72とを一体に有している。基部71は本体部41Bの開口を塞いで配置され、反射部72は基部71から空間40Bに向かって突出している。反射部72の外面は、鏡面加工された反射面72aとして形成されている。反射面72aは、レンズ3の光軸Lに対して傾斜している。
The reflecting
レンズ3によって集光され、空間40Bに導入された光源2の光は、反射面72aによって反射され、空間40Bにおける透光性部材4Bの内面40Baから透光性部材4B内に入射する。透光性部材4B内に入射した光の一部は蛍光体4aを励起して蛍光を発生させ、他の一部は蛍光体4aを励起させることなく、本体部41Bの外周面41Baから放射される。
The light of the light source 2 collected by the lens 3 and introduced into the space 40B is reflected by the reflecting
本実施の形態によれば、第1の実施の形態について説明した(1)の作用及び効果と同様の作用及び効果に加え、空間40Bに導入された光源2の光を反射面72aによって内面40Baに反射し、円筒状の本体部41Bに入射させることができる。すなわち内面40Baへの光の入射角を小さくすることができ、透光性部材4Bの内部における光の進行方向を本体部41Bの厚さ方向に近づけることができるので、外周面41Baから出射される光が透光性部材4B内を通過する距離のばらつきが抑制され、色むらがさらに抑制される。
According to the present embodiment, in addition to the operation and effect similar to the operation (1) described in the first embodiment, the light of the light source 2 introduced into the space 40B is reflected on the inner surface 40Ba by the
[第4の実施の形態]
次に、本発明の第4の実施の形態について図8を参照して説明する。図8は第4の実施の形態に係る発光バルブ10Cを示し、(a)は全体断面図、(b)は透光性部材4C及び反射部材7Cの拡大図である。この発光バルブ10Cは、透光性部材4C及び反射部材7Cの構成が異なる他は、第1の実施の形態に係る発光バルブ10と同様に構成されている。
[Fourth Embodiment]
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 8A and 8B show a light emitting bulb 10C according to the fourth embodiment, in which FIG. 8A is an overall cross-sectional view, and FIG. 8B is an enlarged view of a translucent member 4C and a reflecting member 7C. The light emitting bulb 10C is configured in the same manner as the
透光性部材4Cは、本体部41Cと鍔部42Cとを一体に有している。本体部41Cは円筒状であり、その中心部に空間40Cが形成されている。本体部41Cの肉厚は均一であり、本体部41Cの一方の開口は反射部材7Cによって閉塞されている。
The translucent member 4C integrally includes a main body portion 41C and a
反射部材7Cは、本体部41Cの開口を塞ぐ円板状の基部73と、基部73からレンズ3に向かって順次外径が小さくなるように形成された第1乃至第3の円筒部74〜76とを一体に有している。
The reflecting member 7 </ b> C includes a disk-shaped
基部73と第1の円筒部74との間の段差部には、第1の反射面73aが形成されている。第1の円筒部74と第2の円筒部75との間の段差部には、第2の反射面74aが形成されている。第2の円筒部75と第3の円筒部76との間の段差部には、第3の反射面75aが形成されている。また、第3の円筒部76の先端部には、第4の反射面76aが形成されている。第1乃至第4の反射面73a,74a,75a,76aは、透光性部材4Cの中心軸Cを中心とする同心円状であり、それぞれがレンズ3の光軸Lに対して傾斜したテーパ状の反射面として形成されている。すなわち、反射部材7Cには、複数の反射面(第1乃至第4の反射面73a,74a,75a,76a)がレンズ3の光軸Lに沿って離間した複数箇所に形成されている。
A first
第1乃至第4の反射面73a,74a,75a,76aで反射した光源2の光は、空間40Cにおける透光性部材4Cの内面40Caから透光性部材4C内に入射する。透光性部材4C内に入射した光の一部は蛍光体4aを励起して蛍光を発生させ、他の一部は蛍光体4aを励起させることなく、本体部41Cの外周面41Caから放射される。
The light of the light source 2 reflected by the first to fourth reflecting
本実施の形態によれば、第3の実施の形態について説明した作用及び効果に加え、光源2の光を内面40Caにおける複数箇所から分散して透光性部材4C内に入射させることができる。これにより、透光性部材4Cの中心軸Cに沿った方向の広い範囲から色むらの少ない白色光を放射させることができる。また、一部の蛍光体4aが集中的に励起されることなく広い範囲の蛍光体4aが励起されるため、温度消光現象の発生をより抑制することができる。
According to the present embodiment, in addition to the operations and effects described for the third embodiment, the light of the light source 2 can be dispersed from a plurality of locations on the inner surface 40Ca and incident on the translucent member 4C. Thereby, white light with little color unevenness can be emitted from a wide range in the direction along the central axis C of the translucent member 4C. In addition, since a wide range of
以上、本発明の実施の形態を説明したが、上記に記載した実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。 While the embodiments of the present invention have been described above, the embodiments described above do not limit the invention according to the claims. In addition, it should be noted that not all the combinations of features described in the embodiments are essential to the means for solving the problems of the invention.
また、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変形して実施することが可能である。例えば、上記実施の形態では、第1乃至第3の光源21〜23は、青色の光を発するレーザダイオードであるとしたが、紫色の光又は紫外光を発するレーザダイオードであってもよい。この場合、紫色の光又は紫外光を発するレーザダイオードの出射光によって励起され、赤・青・緑の蛍光を発する3種の蛍光体を用いて白色の発光を得る。 Further, the present invention can be appropriately modified and implemented without departing from the spirit of the present invention. For example, in the above embodiment, the first to third light sources 21 to 23 are laser diodes that emit blue light, but may be laser diodes that emit purple light or ultraviolet light. In this case, white light emission is obtained by using three kinds of phosphors that are excited by light emitted from a laser diode that emits purple light or ultraviolet light and emits red, blue, and green fluorescence.
1…ヘッドライト、2…光源、3…レンズ、4,4A,4B,4C…透光性部材、4a…蛍光体、4b…光拡散材、4c…基材、5…基台、6…支持部材、7,7A,7B,7C…反射部材、7a,7Aa…反射面、8…ハロゲンバルブ、9…透光性部材、9a…入射面、10,10A,10B,10C 発光バルブ、11…凹面反射鏡、11a…反射面、12…アウタレンズ、13…放熱板、20…半導体レーザ素子、40,40A,40B,40C…空間、40a,40Aa,40Ba,40Ca…内面、41,41A,41B,41C…本体部、41a,41Aa,41Ba,41Ca…外周面、42,42A,42B,42C…鍔部、51…支持部、51a…底面、52…放熱部、53…電極、54…環状支持部材、55…電源端子、71…基部、72…反射部、72a…反射面、73…基部、73a…第1の反射面、74a…第2の反射面、75a…第3の反射面、76a…第4の反射面、74…第1の円筒部、75…第2の円筒部、76…第3の円筒部、81…口金、82…ガラス殻、84…フィラメント、85…電源端子、86…ステム、91…本体部、91a…外周面、92…鍔部、100…発光部、110…奥部、111…挿通孔、410,410A…底部、410a,410Aa…外面、411…第1筒部、412…第2筒部、421…段部、521…小径部、521a…上面、522…大径部、522a…外周面、523…段差部、540…窓部、C…中心軸、L…光軸、La…青色光、Lb,Lc…出射光
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Headlight, 2 ... Light source, 3 ... Lens, 4, 4A, 4B, 4C ... Translucent member, 4a ... Phosphor, 4b ... Light diffusing material, 4c ... Base material, 5 ... Base, 6 ... Support Members, 7, 7A, 7B, 7C ... reflective members, 7a, 7Aa ... reflective surfaces, 8 ... halogen bulbs, 9 ... translucent members, 9a ... incident surfaces, 10, 10A, 10B, 10C light emitting bulbs, 11 ... concave surfaces Reflector, 11a ... reflecting surface, 12 ... outer lens, 13 ... heat sink, 20 ... semiconductor laser element, 40, 40A, 40B, 40C ... space, 40a, 40Aa, 40Ba, 40Ca ... inner surface, 41, 41A, 41B, 41C ... Body part, 41a, 41Aa, 41Ba, 41Ca ... Outer peripheral surface, 42, 42A, 42B, 42C ... Gutter part, 51 ... Support part, 51a ... Bottom face, 52 ... Heat radiation part, 53 ... Electrode, 54 ... Ring support member, 55 ... Power terminal, 71 ... base part, 72 ... reflection part, 72a ... reflection surface, 73 ... base part, 73a ... first reflection surface, 74a ... second reflection surface, 75a ... third reflection surface, 76a ... fourth reflection surface, 74: first cylindrical portion, 75: second cylindrical portion, 76: third cylindrical portion, 81: base, 82: glass shell, 84: filament, 85: power terminal, 86: stem, 91:
Claims (7)
前記半導体レーザ素子が発する光の配光角を絞り、光軸上の焦点に向かって集光させるレンズと、
前記レンズを通過した前記半導体レーザ素子の光を励起光として蛍光を発する蛍光体を含む透光性部材と、
前記半導体レーザ素子を支持する支持部、及び前記支持部から前記半導体レーザ素子の熱を放熱する放熱部を有する基台と、
前記レンズの光軸に沿って配置され、前記透光性部材を前記半導体レーザ素子から離間させて前記基台に支持する支持部材とを備え、
前記透光性部材には、前記レンズの光軸に沿って前記半導体レーザ素子の光を導入する空間が形成され、
前記透光性部材は、前記レンズから離れるにつれて前記空間が縮小する領域を含む、
発光バルブ。 A semiconductor laser element;
A lens for condensing said semiconductor laser element Ri down the light distribution angle of light emitted is toward the focal point on the optical axis,
A translucent member including a phosphor that emits fluorescence using the light of the semiconductor laser element that has passed through the lens as excitation light;
A base having a support part for supporting the semiconductor laser element, and a heat dissipation part for dissipating heat of the semiconductor laser element from the support part;
A support member disposed along the optical axis of the lens, and supporting the light transmissive member on the base by separating the light transmissive member from the semiconductor laser element;
The translucent member is formed with a space for introducing the light of the semiconductor laser element along the optical axis of the lens,
The translucent member includes a region where the space is reduced as the distance from the lens increases.
Luminescent bulb.
前記半導体レーザ素子が発する光の配光角を絞り、光軸上の焦点に向かって集光させるレンズと、
前記レンズを通過した前記半導体レーザ素子の光を励起光として蛍光を発する蛍光体を含む透光性部材とを備え、
前記透光性部材には、前記レンズの光軸に沿って前記半導体レーザ素子の光を導入する空間が形成され、
前記透光性部材は、前記レンズから離れるにつれて前記空間が縮小する領域を含む、
発光バルブ。 A semiconductor laser element;
A lens for condensing said semiconductor laser element Ri down the light distribution angle of light emitted is toward the focal point on the optical axis,
A translucent member including a phosphor that emits fluorescence using the light of the semiconductor laser element that has passed through the lens as excitation light, and
The translucent member is formed with a space for introducing the light of the semiconductor laser element along the optical axis of the lens,
The translucent member includes a region where the space is reduced as the distance from the lens increases.
Luminescent bulb.
請求項1又は2に記載の発光バルブ。 The translucent member includes a region in which the inner diameter of the space decreases in a tapered shape as the distance from the lens increases.
The light-emitting bulb according to claim 1 or 2.
前記透光性部材の底部における外面に反射面を接触させて配置された反射部材をさらに備えた、
請求項1乃至3の何れか1項に記載の発光バルブ。 The translucent member is formed in a bottomed cylindrical shape,
A reflection member disposed such that the reflection surface is in contact with the outer surface of the bottom of the translucent member;
The light emitting bulb according to any one of claims 1 to 3.
前記半導体レーザ素子が発する光の配光角を絞るレンズと、
前記レンズを通過した前記半導体レーザ素子の光を励起光として蛍光を発する蛍光体を含む透光性部材と、
前記半導体レーザ素子を支持する支持部、及び前記支持部から前記半導体レーザ素子の熱を放熱する放熱部を有する基台と、
前記レンズの光軸に沿って配置され、前記透光性部材を前記半導体レーザ素子から離間させて前記基台に支持する支持部材とを備え、
前記透光性部材には、前記レンズの光軸に沿って前記半導体レーザ素子の光を導入する空間が形成され、
前記透光性部材は、前記レンズから離れるにつれて前記空間が縮小する領域を含み、
前記透光性部材の前記空間に配置され、前記レンズの光軸に対して傾斜した反射面を有し、前記レンズを通過した前記半導体レーザ素子の光を前記空間の内面に反射する反射部材をさらに備えた、
発光バルブ。 A semiconductor laser element;
A lens for narrowing a light distribution angle of light emitted by the semiconductor laser element;
A translucent member including a phosphor that emits fluorescence using the light of the semiconductor laser element that has passed through the lens as excitation light;
A base having a support part for supporting the semiconductor laser element, and a heat dissipation part for dissipating heat of the semiconductor laser element from the support part;
A support member that is disposed along the optical axis of the lens, and that supports the base member while separating the translucent member from the semiconductor laser element;
The translucent member is formed with a space for introducing the light of the semiconductor laser element along the optical axis of the lens,
The translucent member includes a region where the space is reduced as the distance from the lens increases.
A reflecting member disposed in the space of the translucent member, having a reflecting surface inclined with respect to the optical axis of the lens, and reflecting the light of the semiconductor laser element that has passed through the lens to the inner surface of the space; In addition,
Luminescent bulb.
請求項5に記載の発光バルブ。 In the reflecting member, the reflecting surface is formed at a plurality of locations separated along the optical axis of the lens.
The light emitting bulb according to claim 5.
前記発光バルブに取り付けられる凹面反射鏡とを備えた
車両用灯具。 The light emitting bulb according to any one of claims 1 to 6,
Vehicle lamp having a concave reflector mounted to the light emitting valves.
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