JP5994537B2 - 発光バルブ及び車両用灯具 - Google Patents

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。

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）。

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。

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。

特開２０１１−２１０６９５号公報

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。 発光バルブの構成例を示す断面図である。 透光性部材を示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は下面図、（ｃ）は中心軸に沿った断面図である。 ハロゲンバルブを示す概略図である。 比較例として示す透光性部材を示す断面図である。 第２の実施の形態に係る発光バルブを示す断面図である。 第３の実施の形態に係る発光バルブを示し、（ａ）は全体断面図、（ｂ）は透光性部材及び反射部材の拡大図である。 第４の実施の形態に係る発光バルブを示し、（ａ）は全体断面図、（ｂ）は透光性部材及び反射部材の拡大図である。

［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。

（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。

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ｄ_１からｄ_２の範囲に亘って配置される。

（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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

（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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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ｄ_１からｄ_２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。

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。

（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。

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。

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。

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。

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。

（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。

（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。

（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。

（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。

（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。

［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。

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。

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。

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。

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。

［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。

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。

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。

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。

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。

［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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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

Claims (7)

1. 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。
2. 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。
3. 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、
   請求項１又は２に記載の発光バルブ。
4. 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た、
   請求項１乃至３の何れか１項に記載の発光バルブ。
5. 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、
   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。
6. 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、
   請求項５に記載の発光バルブ。
7. 請求項１乃至６の何れか１項に記載の発光バルブと、
   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。

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