JP5647499B2 - Vehicle lighting - Google Patents
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Description
本発明は、車両用灯具に関する。 The present invention relates to a vehicular lamp.
従来、自動車用ヘッドライトなどの車両用灯具として、光源に半導体発光素子と蛍光体を用いたものが知られている(例えば、特許文献1参照)。この種の車両用灯具では、半導体発光素子から蛍光体へ励起光(例えば青色光)を照射することによって、蛍光体が励起されて発する光(例えば黄色光)と励起光とを混色させて可視光(例えば白色光)を出射させ、この可視光を投影レンズ等の光学系によって車両前方へ投影している。 Conventionally, as a vehicular lamp such as a headlight for an automobile, a lamp using a semiconductor light emitting element and a phosphor as a light source is known (see, for example, Patent Document 1). In this type of vehicle lamp, by irradiating the phosphor with excitation light (for example, blue light) from the semiconductor light emitting element, the light emitted by excitation of the phosphor (for example, yellow light) and the excitation light are mixed and visible. Light (for example, white light) is emitted, and this visible light is projected forward of the vehicle by an optical system such as a projection lens.
しかしながら、上記従来の車両用灯具では、一部の励起光が蛍光体で正反射されるなどして、所定の色に混色されることなくそのまま投影レンズ等から出射されてしまうため、投影像に部分的な色ムラが生じてしまう。 However, in the above conventional vehicle lamp, a part of the excitation light is regularly reflected by the phosphor and is emitted as it is from the projection lens or the like without being mixed into a predetermined color. Partial color unevenness occurs.
本発明は、上記事情を鑑みてなされたもので、投影像の色ムラを抑制することのできる車両用灯具の提供を課題とする。 This invention is made | formed in view of the said situation, and makes it a subject to provide the vehicle lamp which can suppress the color nonuniformity of a projection image.
上記課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、
半導体発光素子と、
前記半導体発光素子から出射された励起光を受けて可視光を出射する蛍光体と、
前記半導体発光素子から出射された励起光を前記蛍光体の一方の面に向けて集光させる集光光学系と、
前記蛍光体から出射された可視光を車両前方へ投影する投影レンズと、
を備える車両用灯具において、
前記投影レンズは、前記蛍光体から当該投影レンズに入射した前記励起光を拡散させる拡散部を有するとともに、前記蛍光体の一方の面に対向するように配設され、
前記拡散部は、前記投影レンズのうち、前記集光光学系で集光されて前記蛍光体で正反射された前記励起光が照射される部分に形成されていることを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problem, the invention described in claim 1
A semiconductor light emitting device;
A phosphor that receives excitation light emitted from the semiconductor light emitting element and emits visible light;
A condensing optical system for condensing the excitation light emitted from the semiconductor light emitting element toward one surface of the phosphor;
A projection lens that projects visible light emitted from the phosphor to the front of the vehicle;
In a vehicle lamp comprising:
The projection lens has a diffusing portion for diffusing the excitation light incident on the projection lens from the phosphor, and is disposed to face one surface of the phosphor,
The diffusing portion is formed in a portion of the projection lens that is irradiated with the excitation light that is condensed by the condensing optical system and specularly reflected by the phosphor .
請求項2に記載の発明は、
半導体発光素子と、
前記半導体発光素子から出射された励起光を受けて可視光を出射する蛍光体と、
前記半導体発光素子から出射された励起光を前記蛍光体の一方の面に向けて集光させる集光光学系と、
前記蛍光体から出射された可視光を車両前方へ投影する投影レンズと、
を備える車両用灯具において、
前記投影レンズは、前記蛍光体の近傍に位置する焦点を有するとともに、前記蛍光体から当該投影レンズに入射した前記励起光を拡散させる拡散部を有し、前記蛍光体の他方の面に対向するように配設され、
前記拡散部は、前記投影レンズのうち、前記集光光学系で集光されて前記蛍光体を透過した前記励起光が照射される部分に、凹凸加工が施されることで形成されていることを特徴とする。
Invention according to claim 2,
A semiconductor light emitting device;
A phosphor that receives excitation light emitted from the semiconductor light emitting element and emits visible light;
A condensing optical system for condensing the excitation light emitted from the semiconductor light emitting element toward one surface of the phosphor;
A projection lens that projects visible light emitted from the phosphor to the front of the vehicle;
In a vehicle lamp comprising:
The projection lens has a focal point located in the vicinity of the phosphor, and has a diffusing portion that diffuses the excitation light incident on the projection lens from the phosphor, and faces the other surface of the phosphor. Arranged so that
The diffusing portion is formed by performing uneven processing on a portion of the projection lens that is irradiated with the excitation light condensed by the condensing optical system and transmitted through the phosphor. It is characterized by.
請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載の車両用前照灯において、
前記半導体発光素子はレーザー光を出射するものであることを特徴とする。
The invention according to
The semiconductor light emitting element emits laser light.
本発明によれば、投影レンズが、蛍光体から当該投影レンズに入射した励起光を拡散させる拡散部を有するので、蛍光体で可視光とされなかった一部の励起光が投影レンズに入射すると、当該励起光が拡散部によって拡散される。したがって、励起光が半導体発光素子から出射された強度のまま投影レンズから出射されることを防止でき、ひいては投影像の色ムラを抑制することができる。 According to the present invention, since the projection lens has a diffusing portion that diffuses the excitation light incident on the projection lens from the phosphor, when a part of the excitation light that has not been made visible by the phosphor enters the projection lens. The excitation light is diffused by the diffusion unit. Therefore, it is possible to prevent the excitation light from being emitted from the projection lens with the intensity emitted from the semiconductor light emitting element, and to suppress color unevenness in the projected image.
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[第一の実施形態]
図1は、本発明の第一の実施形態における車両用灯具3の側断面図である。
この図に示すように、車両用灯具3は、いわゆるダイレクトプロジェクション型のヘッドライトであり、レーザーダイオード(以下、LDという)31と、集光レンズ37と、蛍光体32と、投影レンズ35とを備えている。
[First embodiment]
FIG. 1 is a side sectional view of a
As shown in this figure, the
このうち、LD31は、本発明に係る半導体発光素子であり、蛍光体32の励起光としての青色のレーザー光を上方へ向けて出射する。また、LD31は、左右方向(図1の紙面垂直方向)に長尺なレーザー出射口を有しており、左右方向に幅広なレーザー光を出射する。
Among these, the LD 31 is a semiconductor light emitting element according to the present invention, and emits blue laser light as excitation light of the
集光レンズ37は、本発明に係る集光光学系であり、LD31の上方に配置されて、当該LD31から上方へ出射された青色光を更に上方に配置された蛍光体32の主表面に向けて集光させる。より詳しくは、集光レンズ37は、LD31からの青色光を、蛍光体32の主表面を通じてその厚さ方向の略中心に集光させる。
The
蛍光体32は、LD31から出射された青色光を受けることで励起されて黄色光を発する蛍光材料であり、主表面を前方斜め下方に向けた状態で集光レンズ37の上方に配設されている。この蛍光体32が青色光を受けると、当該蛍光体32で散乱した青色光が黄色光と混色される結果、白色光が放射状に出射される。また、蛍光体32は、集光レンズ37によって集光されたLD31からの青色光を主表面で受けて、この主表面から前方へ白色光を放射状に出射するように構成されており、主表面の面積が青色光の集光スポット径の面積と略同一となるように形成されている。そのため、この蛍光体32は、青色光の集光スポット径と略同サイズの点光源のごとく白色光を出射させる。
The
投影レンズ35は、前面が凸面の非球面平凸レンズであり、前後方向に沿った光軸Ax上に蛍光体32が位置するように後面を蛍光体32の主表面に斜めに対向させつつ当該蛍光体32の前方に配置されている。この投影レンズ35は、蛍光体32の近傍に位置する物側焦点を有しており、蛍光体32から出射された白色光を車両前方へ投影する。
The
また、投影レンズ35の後面には、微細な凹凸加工が施された拡散部Sが形成されている。拡散部Sは、投影レンズ35の後面のうち、集光レンズ37で集光されて蛍光体32で正反射された青色光が照射される部分に形成されている(図2(a)参照)。この拡散部Sは、蛍光体32で白色光とされずに正反射されて投影レンズ35に入射した青色光を拡散させる。
In addition, a diffusing portion S is formed on the rear surface of the
図2(a),(b)は、車両用灯具3での光路を説明するための図である。
以上の構成を具備する車両用灯具3では、図2(a)に示すように、LD31から出射された青色光(励起光)が集光レンズ37によって蛍光体32に集光され、その殆どが白色光とされて前方へ出射される。このとき、蛍光体32に集光された青色光の一部が白色光とされずに蛍光体32で正反射されて投影レンズ35に向かうものの、投影レンズ35の後面の拡散部Sに入射して拡散されるため、青色光がLD31から出射された強度のまま投影レンズ35から出射されることを防止できる。
蛍光体32から出射された白色光は、図2(b)に示すように、投影レンズ35から車両前方へ照射される。
FIGS. 2A and 2B are diagrams for explaining an optical path in the
In the
As shown in FIG. 2B, the white light emitted from the
以上の車両用灯具3によれば、蛍光体32で白色光とされずに正反射された青色光が拡散部Sによって拡散されるので、青色光がLD31から出射された強度のまま投影レンズ35から出射されることを防止でき、ひいては投影像の色ムラを抑制することができる。
According to the
また、レーザー光である青色光がそのまま灯具外へ出射されてしまうと人体に対する安全性(アイセーフティ)の面でも好ましくないところ、青色光がLD31から出射された高い強度のまま投影レンズ35から出射されることを防止できるので、この安全性を確保することができる。
Further, if the blue light, which is laser light, is emitted as it is outside the lamp, it is not preferable in terms of safety to the human body (eye safety), but the blue light is emitted from the
[第二の実施形態]
続いて、本発明の第二の実施形態について説明する。なお、上記第一の実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the component similar to said 1st embodiment, and the description is abbreviate | omitted.
図3は、本発明の第二の実施形態における車両用灯具4の側断面図である。
この図に示すように、車両用灯具4は、上記第一の実施形態と同様に構成された投影レンズ35の他、LD41と、集光レンズ47と、蛍光体42とを備えており、青色光を蛍光体42の後面から前方へ透過させるように構成されている点で上記第一の実施形態における車両用灯具3と異なっている。
FIG. 3 is a side sectional view of the
As shown in this figure, the
LD41は、前方へ向けて青色光を出射するように配置されており、その他の点においては上記第一の実施形態におけるLD31と同様に構成されている。
集光レンズ47は、本発明に係る集光光学系であり、LD41の前方に配置されて、当該LD41から前方へ出射された青色光を更に前方に配置された蛍光体42の後面に向けて集光させる。より詳しくは、集光レンズ47は、LD41からの青色光を、蛍光体42の後面を通じてその厚さ方向の略中心に集光させる。
The
The condensing
蛍光体42は、上記第一の実施形態における蛍光体32と同様の蛍光材料であり、透光部材421によって後面を支持された状態で集光レンズ47の前方に配置されている。この蛍光体42は、集光レンズ47によって集光されたLD41からの青色光を後方から受けて、前方の投影レンズ35へ向けて白色光を放射状に出射するように、前面を投影レンズ35の後面に正対させた状態に配設されている。また、蛍光体42は、集光レンズ47で集光されて当該蛍光体42を前方へ透過した青色光が、投影レンズ35の後面のうちの拡散部Sが形成されている部分に照射されるように配設されている(図4(a)参照)。また、蛍光体42は、前面及び後面の面積が青色光の集光スポット径の面積と略同一となるように形成されている。
The
図4(a),(b)は、車両用灯具4での光路を説明するための図である。
以上の構成を具備する車両用灯具4では、図4(a)に示すように、LD41から出射された青色光(励起光)が集光レンズ47によって蛍光体42に集光され、その殆どが白色光とされて前方へ出射される。このとき、蛍光体42に集光された青色光の一部が白色光とされずに蛍光体42を透過して投影レンズ35に向かうものの、投影レンズ35の後面の拡散部Sに入射して拡散されるため、青色光がLD41から出射された強度のまま投影レンズ35から出射されることを防止できる。
蛍光体42から出射された白色光は、図4(b)に示すように、投影レンズ35から車両前方へ照射される。
4A and 4B are diagrams for explaining the optical path in the
In the
As shown in FIG. 4B, the white light emitted from the
以上の車両用灯具4によれば、上記第一の実施形態における車両用灯具3と同様の効果を奏することができる。すなわち、蛍光体42で白色光とされずに当該蛍光体42を透過した青色光が拡散部Sによって拡散されるので、青色光がLD41から出射された強度のまま投影レンズ35から出射されることを防止でき、ひいては投影像の色ムラを抑制することができるとともに、人体に対する安全性を確保することができる。
According to the
なお、本発明は上記第一及び第二の実施形態に限定して解釈されるべきではなく、適宜変更・改良が可能であることはもちろんである。 It should be noted that the present invention should not be construed as being limited to the first and second embodiments described above, and of course can be modified or improved as appropriate.
例えば、本発明に係る半導体発光素子としてLD31,41を挙げて説明したが、当該半導体発光素子はレーザーダイオードに限定されるものではなく、発光ダイオードなどであってもよい。
For example, although the
また、LD31,41が青色光を出射し、蛍光体32,42が当該青色光により黄色光を発することとしたが、これに限定されず、白色光が得られる他の構成(励起光と蛍光体との組合せ)であってもよい。更に、蛍光体32,42から出射される光は白色光に限定されず、他の色の可視光であってもよい。
In addition, the
また、拡散部Sは、投影レンズ35の後面のうち、蛍光体32で正反射された青色光か、或いは蛍光体42を透過した青色光が照射される部分に形成されることとしたが、当該部分の全範囲に亘って形成されていなくともよい。具体的には、正反射或いは透過された青色光の出力によっては、投影像の色ムラや安全性に及ぼす影響を勘案して、上記青色光が照射される部分よりも小さい範囲だけに拡散部Sを形成することとしてもよく、例えば、LD31,41から出射される青色光のピークパワーに対して半値まで低減させるように形成することとしてもよい。
In addition, the diffusing portion S is formed on a portion of the rear surface of the
3,4 車両用灯具
31,41 LD(半導体発光素子)
32,42 蛍光体
35 投影レンズ
37,47 集光レンズ(集光光学系)
S 拡散部
3,4
32, 42
S diffusion part
Claims (3)
前記半導体発光素子から出射された励起光を受けて可視光を出射する蛍光体と、
前記半導体発光素子から出射された励起光を前記蛍光体の一方の面に向けて集光させる集光光学系と、
前記蛍光体から出射された可視光を車両前方へ投影する投影レンズと、
を備える車両用灯具において、
前記投影レンズは、前記蛍光体から当該投影レンズに入射した前記励起光を拡散させる拡散部を有するとともに、前記蛍光体の一方の面に対向するように配設され、
前記拡散部は、前記投影レンズのうち、前記集光光学系で集光されて前記蛍光体で正反射された前記励起光が照射される部分に形成されていることを特徴とする車両用灯具。 A semiconductor light emitting device;
A phosphor that receives excitation light emitted from the semiconductor light emitting element and emits visible light;
A condensing optical system for condensing the excitation light emitted from the semiconductor light emitting element toward one surface of the phosphor;
A projection lens that projects visible light emitted from the phosphor to the front of the vehicle;
In a vehicle lamp comprising:
The projection lens has a diffusing portion for diffusing the excitation light incident on the projection lens from the phosphor, and is disposed to face one surface of the phosphor,
The vehicular lamp , wherein the diffusing portion is formed in a portion of the projection lens that is irradiated with the excitation light that is condensed by the condensing optical system and specularly reflected by the phosphor. .
前記半導体発光素子から出射された励起光を受けて可視光を出射する蛍光体と、
前記半導体発光素子から出射された励起光を前記蛍光体の一方の面に向けて集光させる集光光学系と、
前記蛍光体から出射された可視光を車両前方へ投影する投影レンズと、
を備える車両用灯具において、
前記投影レンズは、前記蛍光体の近傍に位置する焦点を有するとともに、前記蛍光体から当該投影レンズに入射した前記励起光を拡散させる拡散部を有し、前記蛍光体の他方の面に対向するように配設され、
前記拡散部は、前記投影レンズのうち、前記集光光学系で集光されて前記蛍光体を透過した前記励起光が照射される部分に、凹凸加工が施されることで形成されていることを特徴とする車両用灯具。 A semiconductor light emitting device;
A phosphor that receives excitation light emitted from the semiconductor light emitting element and emits visible light;
A condensing optical system for condensing the excitation light emitted from the semiconductor light emitting element toward one surface of the phosphor;
A projection lens that projects visible light emitted from the phosphor to the front of the vehicle;
In a vehicle lamp comprising:
The projection lens has a focal point located in the vicinity of the phosphor, and has a diffusing portion that diffuses the excitation light incident on the projection lens from the phosphor, and faces the other surface of the phosphor. Arranged so that
The diffusing portion is formed by performing uneven processing on a portion of the projection lens that is irradiated with the excitation light condensed by the condensing optical system and transmitted through the phosphor. A vehicular lamp characterized by the above .
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