特許 6654560 光源モジュールおよび車両用灯具

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6654560

(24)【登録日】2020年2月3日

(45)【発行日】2020年2月26日

(54)【発明の名称】光源モジュールおよび車両用灯具

(51)【国際特許分類】

   F21S 41/10 20180101AFI20200217BHJP

   F21S 41/30 20180101ALI20200217BHJP

   F21S 41/36 20180101ALI20200217BHJP

   F21V 9/00 20180101ALI20200217BHJP

   F21V 9/08 20180101ALI20200217BHJP

   F21V 7/06 20060101ALI20200217BHJP

   F21V 7/08 20060101ALI20200217BHJP

   F21Y 115/30 20160101ALN20200217BHJP

【ＦＩ】

   F21S41/10

   F21S41/30

   F21S41/36

   F21V9/00

   F21V9/08 200

   F21V7/06 100

   F21V7/08 100

   F21Y115:30

【請求項の数】5

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2016-517910(P2016-517910)

(86)(22)【出願日】2015年5月7日

(86)【国際出願番号】JP2015063169

(87)【国際公開番号】WO2015170696

(87)【国際公開日】20151112

【審査請求日】2018年2月28日

(31)【優先権主張番号】特願2014-96203(P2014-96203)

(32)【優先日】2014年5月7日

(33)【優先権主張国】JP

(31)【優先権主張番号】特願2014-106484(P2014-106484)

(32)【優先日】2014年5月22日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000001133

【氏名又は名称】株式会社小糸製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100105924

【弁理士】

【氏名又は名称】森下 賢樹

(74)【代理人】

【識別番号】100109047

【弁理士】

【氏名又は名称】村田 雄祐

(74)【代理人】

【識別番号】100109081

【弁理士】

【氏名又は名称】三木 友由

(72)【発明者】

【氏名】津田 俊明

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 典子

(72)【発明者】

【氏名】中澤 美紗子

【審査官】 安食 泰秀

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１４−０１７０９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２６６４３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１６９３７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１０９２２０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２１Ｓ ４１／１０

Ｆ２１Ｓ ４１／３０

Ｆ２１Ｓ ４１／３６

Ｆ２１Ｖ ７／０６

Ｆ２１Ｖ ７／０８

Ｆ２１Ｖ ９／００

Ｆ２１Ｖ ９／０８

Ｆ２１Ｙ １１５／３０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

レーザ光を出射する複数の光源と、
前記複数の光源から出射されたレーザ光のそれぞれを平行にするための複数の透過部材と、
前記複数の透過部材を透過したレーザ光のそれぞれを反射する回転放物面を基調とする反射面を有する第１光学部材と、
入射面と、前記入射面とは別の出射面とを有し、前記第１光学部材により反射されたレーザ光が前記入射面から入射し、入射したレーザ光に基づいて発光した光が前記出射面から出射する発光部材と、
前記出射面から出射された光を灯具前方に照射する第２光学部材と、
を備え、
前記第１光学部材は、前記複数の透過部材を透過したレーザ光同士が前記発光部材に集光するよう反射することを特徴とする車両用灯具。

【請求項2】

前記第２光学部材は、前記発光部材の出射面と対向するよう配置され、前記発光部材からの光を灯具前方に向けて反射する回転楕円面または回転放物面を基調とする反射面を有し、
前記出射面は、前記第２光学部材の反射面の中心軸に対して後方向きに傾斜していることを特徴とする請求項１に記載の車両用灯具。

【請求項3】

ランプボディと、
前記ランプボディの開口を覆う透光カバーと、を備え、
前記複数の光源のそれぞれは、前記ランプボディと前記透光カバーとにより形成される灯室内に収容され、出射口が前記ランプボディ側を向くよう配置されることを特徴とする請求項１または２に記載の車両用灯具。

【請求項4】

レーザ光を出射する複数の光源と、
前記複数の光源から出射されたレーザ光のそれぞれを平行にするための複数の透過部材と、
前記複数の透過部材を透過したレーザ光のそれぞれを反射する回転放物面を基調とする反射面を有する光学部材と、
入射面と、前記入射面とは別の出射面とを有し、前記光学部材により反射されたレーザ光が前記入射面から入射し、入射したレーザ光に基づいて発光した光が前記出射面から出射する発光部材と、
を備え、
前記光学部材は、前記複数の透過部材を透過したレーザ光同士が前記発光部材に集光するよう反射することを特徴とする光源モジュール。

【請求項5】

前記複数の光源のうちの少なくともひとつは、出射されるレーザ光が前記発光部材の出射面に略垂直に入射するよう設けられることを特徴とする請求項４に記載の光源モジュール。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は光源モジュールおよびそれを備える車両用灯具に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、レーザ光を出射するレーザ光源とレーザ光を受けて発光する蛍光体とを備える光源モジュールおよびそれを備える車両用灯具の開発が進んでいる。この光源モジュールでは、レーザ光源から出射されたレーザ光が蛍光体に照射される。蛍光体は、レーザ光を受けて光を発する。蛍光体が発した光が混色され、あるいは蛍光体が発した光とレーザ光とが混色されて白色光が生成される。白色光は灯具前方に照射され、所定の配光パターンを形成する。従来では、例えば特許文献１、２に記載されるような光源モジュールおよび車両用灯具が提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１１−２４３３７３号公報

【特許文献2】特開２００９−２６００５３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

レーザ光源は、一般に、輝度は高いものの光束は低いため、車両用灯具として求められる光束を実現するためには、複数のレーザ光源を用い、それら複数のレーザ光源からのレーザ光を集光して蛍光体に照射する必要がある。

【0005】

複数のレーザ光源からのレーザ光を集光する手法として、導光体により集光することがある。しかしながら、導光体により集光する場合、導光体への入射時、導光時、そして導光体からの出射時にレーザ光のロスが生じうる。

【0006】

また、従来より、カットオフラインを有する配光パターンを形成するように構成された車両用灯具が知られている。特許文献２に記載されるような従来の光源モジュールは、このような車両用灯具の光源としては改善の余地がある。

【0007】

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的の１つは、レーザ光源からのレーザ光を効率的に利用できる技術を提供することにある。

【0008】

また、本発明の他の目的の１つは、車両用灯具の光源として適した光源モジュールを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記課題を解決するために、本発明のある態様の車両用灯具は、レーザ光を出射する複数の光源と、複数の光源から出射されたレーザ光のそれぞれを平行にするための透過部材と、透過部材を透過したレーザ光のそれぞれを反射する回転放物面を基調とする反射面を有する第１光学部材と、第１光学部材により反射されたレーザ光を受けて発光する発光部材と、発光部材からの光を灯具前方に照射する第２光学部材と、を備える。

【0010】

回転放物面を基調とする反射面により、複数の光源から出射されたレーザ光が発光部材に集光される。これにより、レーザ光を効率的に利用することができる。

【0011】

本発明の別の態様は、光源モジュールである。この光源モジュールは、レーザ光を出射する複数の光源と、複数の光源から出射されたレーザ光のそれぞれを平行にするための透過部材と、透過部材を透過したレーザ光のそれぞれを反射する回転放物面を基調とする反射面を有する光学部材と、光学部材により反射されたレーザ光を受けて発光する発光部材と、を備える。

【0012】

回転放物面を基調とする反射面により、複数の光源から出射されたレーザ光が発光部材に集光される。これにより、レーザ光を効率的に利用することができる。

【0013】

本発明のさらに別の態様も光源モジュールである。この光源モジュールは、レーザ光を出射する光源と、光源からのレーザ光を受けて発光する蛍光体と、蛍光体を保持する保持部材と、を備える。保持部材は、傾斜壁面を有する貫通孔を有する。蛍光体は、その側面が貫通孔の傾斜壁面に接するように配置され、蛍光体の出射面は長尺状であり、その外周辺は長尺方向に延びる一対の直線状の辺を含む。

【0014】

この態様によると、蛍光体の出射面の外周辺は、その長尺方向に延びる一対の直線状の辺を含む。このため、光源モジュールを車両用灯具の光源に使用した場合、カットオフラインを形成するのが容易となる。

【0015】

なお、以上の構成要素の任意の組み合わせや、本発明の構成要素や表現を装置、方法、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。

【発明の効果】

【0016】

本発明によれば、レーザ光源からのレーザ光を効率的に利用できる。

【0017】

また、本発明によれば、車両用灯具の光源として使用するのに適した光源モジュールを提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】第１の実施の形態に係る車両用灯具を示す断面図である。

【図2】図１の灯具ユニットを示す断面図である。

【図3】図３（ａ）、（ｂ）は、蛍光体モジュールとその近傍を示す図である。

【図4】保持部材の開口の形状と、蛍光体の入射面の形状と、蛍光体の出射面の形状と、各光源から放射されるレーザ光の形状と、の関係について説明するための説明図である。

【図5】第２の実施の形態に係る車両用灯具の灯具ユニットを示す断面図である。

【図6】第３の実施の形態に係る車両用灯具を示す断面図である。

【図7】第４の実施の形態に係る車両用灯具の灯具ユニットを示す断面図である。

【図8】変形例に係る車両用灯具の灯具ユニットを示す断面図である。

【図9】図９（ａ）、（ｂ）は、変形例に係る車両用灯具の蛍光体モジュールを示す図である。

【図10】図１０（ａ）、（ｂ）は、変形例に係る光源モジュールの蛍光体モジュールを示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、各図面に示される同一または同等の構成要素、部材には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、各図面における部材の寸法は、理解を容易にするために適宜拡大、縮小して示される。また、各図面において実施の形態を説明する上で重要ではない部材の一部は省略して表示する。

【0020】

（第１の実施の形態）
図１は、第１の実施形態に係る車両用灯具１０の構成を示す断面図である。車両用灯具１０は車両の前照灯として用いられる。車両用灯具１０は車体前部の左右両側にそれぞれ配置される。本実施の形態では車体前方から見て右側に位置する車両用灯具１０について説明する。左側の車両用灯具１０も基本的に同様の構成を有する。

【0021】

車両用灯具１０は、ランプボディ１２、透光カバー１４、灯具ユニット１６、エクステンションリフレクタ１８を備える。ランプボディ１２は開口部を有する箱状に形成される。透光カバー１４は、透光性を有する樹脂またはガラスによって椀状に形成される。透光カバー１４は、ランプボディ１２の開口部を覆うようにランプボディ１２に取り付けられる。

【0022】

灯具ユニット１６は、ランプボディ１２と透光カバー１４とによって形成される灯室２０内に配置される。灯具ユニット１６は、いわゆるプロジェクタ型の光学ユニットである。灯具ユニット１６は、主表面が灯具前後方向を向くよう配置された金属製支持部材２２の略中央に取り付けられる。金属製支持部材２２は、エイミングスクリュー２４によってランプボディ１２に傾動自在に支持される。エイミングスクリュー２４が回転すると金属製支持部材２２が傾動し、それに伴って灯具ユニット１６が傾動する。これにより、灯具ユニット１６の光軸を水平方向および鉛直方向に調整できる。

【0023】

エクステンションリフレクタ１８は、ランプボディ１２と同様に灯室２０内に配置される。エクステンションリフレクタ１８は特に、ランプボディ１２の開口部と灯具ユニット１６の外周との間の領域を覆うように配置される。これにより、車両用灯具１０の内部構造を隠すことができる。

【0024】

図２は、図１の灯具ユニット１６を示す断面図である。灯具ユニット１６は、光源モジュール２６、リフレクタ２８、レンズホルダ３０、投影レンズ３２を備える。

【0025】

リフレクタ２８は、略ドーム状の部材であり、光源モジュール２６の上方に配置される。リフレクタ２８は特に、蛍光体５０（後述）の出射面５０ａと対向するよう配置される。リフレクタ２８は、回転楕円面を基調とした反射面２８ａを内側に有する。反射面２８ａは、第１焦点と、第１焦点よりも灯具前方側に位置する第２焦点とを有する。リフレクタ２８は、反射面２８ａの第１焦点が蛍光体５０と略一致するよう、蛍光体５０との位置関係が定められている。

【0026】

レンズホルダ３０は前後方向に延在する部材である。レンズホルダ３０は、その後方側が光源モジュール２６に固定される。レンズホルダ３０の前方側には投影レンズ３２が固定される。投影レンズ３２は、前方側表面が凸面で後方側表面が平面の平凸非球面レンズである。投影レンズ３２は、その後方焦点を含む後方焦点面上に形成される光源像を、反転像として灯具前方の仮想鉛直スクリーン上に投影する。

【0027】

光源モジュール２６は、光源ユニット３４、ヒートシンク４２、集光リフレクタ４４、蛍光体モジュール４６、ケース４８を備える。ケース４８は箱状に形成される。ケース４８内には光源ユニット３４と集光リフレクタ４４が収容される。

【0028】

光源ユニット３４は、第１光源ユニット３４ａ、第２光源ユニット３４ｂ、第３光源ユニット３４ｃを含む。第１光源ユニット３４ａは、第１光源３６ａ、第１基板３８ａ、第１レンズ４０ａを含む。第１光源３６ａは、青色のレーザ光を発するレーザダイオードである。本実施の形態では、第１光源３６ａは、３８０〜４７０ｎｍの波長域内にピーク波長を有するレーザダイオードである。第１光源３６ａは、固体レーザ、ガスレーザ等のレーザ装置であってもよい。

【0029】

第１基板３８ａは、ヒートシンク４２の前面４２ａに取り付けられる。第１光源３６ａは、レーザ出射面が灯具前方を向くよう、第１基板３８ａに搭載される。第１レンズ４０ａは、第１光源３６ａと集光リフレクタ４４との間に設けられる。第１レンズ４０ａは、第１光源３６ａから集光リフレクタ４４に向かうレーザ光を平行光に変換する。なお、第１レンズ４０ａは、上下方向の傾き角度を調整できる機能を有していてもよい。この場合、第１基板３８ａの寸法誤差等による傾き誤差を修正できる。

【0030】

第２光源ユニット３４ｂは、第２光源３６ｂと、第２基板３８ｂと、第２レンズ４０ｂと、を含む。
第３光源ユニット３４ｃは、第３光源３６ｃと、第３基板３８ｃと、第３レンズ４０ｃと、を含む。
第２光源３６ｂ、第３光源３６ｃはそれぞれ第１光源３６ａと同様の構成を有する。
第２基板３８ｂ、第３基板３８ｃはそれぞれ第１基板３８ａと同様の構成を有する。
第２レンズ４０ｂ、第３レンズ４０ｃはそれぞれ第１レンズ４０ａと同様の構成を有する。なお、第２レンズ４０ｂ、第３レンズ４０ｃは、上下方向の傾き角度を調整できる機能を有していてもよい。

【0031】

ヒートシンク４２は、アルミニウムなどの熱伝導率が高い材料によって形成される。ヒートシンク４２の前面４２ａは平坦な形状を有する。この前面４２ａに、第１光源３６ａを搭載した第１基板３８ａ、第２光源３６ｂを搭載した第２基板３８ｂ、第３光源３６ｃを搭載した第３基板３８ｃが取り付けられる。逆に言うと、第１基板３８ａ、第２基板３８ｂおよび第３基板３８ｃは、後方側の面が同一平面上に位置するよう配置されるため、ヒートシンク４２の前面４２ａを平坦な形状にすることができる。

【0032】

ヒートシンク４２は、前面４２ａ側がケース４８の背面４８ａに形成された貫通孔４８ｂからケース４８内にわずかに進入し、残りの部分がケース４８外に突出するよう設けられる。これにより、各光源で発生した熱をケース４８外に放熱することができ、光源ひいては光源モジュール２６の温度上昇が抑えられる。

【0033】

集光リフレクタ４４は光源ユニット３４の前方に設けられる。集光リフレクタ４４は反射面４４ａを有する。この反射面４４ａは、蛍光体５０を通る軸Ａｘを中心軸とする回転放物面を基調とする形状を有する。

【0034】

光源ユニット３４は、光源ユニット３４からのレーザ光が軸Ａｘと略平行に反射面４４ａに入射されるよう配置される。蛍光体５０は、反射面４４ａの焦点と一致するよう配置される。具体的には、蛍光体５０は、その中央が反射面４４ａの焦点と略一致するよう配置される。光源ユニット３４、反射面４４ａ、蛍光体５０がこのように構成されることにより、複数の光源ユニット３４からのレーザ光は蛍光体５０に集光する。

【0035】

図３（ａ）、（ｂ）は、蛍光体モジュール４６とその近傍を示す図である。図３（ａ）は、図２のＡ−Ａ線断面図である。図３（ｂ）は、図３（ａ）を上から見た図である。蛍光体モジュール４６は、蛍光体５０、波長選択フィルタ５２、保持部材５３を含む。

【0036】

保持部材５３は、種々の金属材料から形成される。例えば、保持部材５３は、鉄、ＳＵＳ、黄銅（真鍮）、モリブデン、タングステン、またはこれらの合金から形成される。保持部材５３は、それぞれ円筒状の外周面を有する上側部５３ａと下側部５３ｂとを含む。下側部５３ｂの外周面は、上側部５３ａの外周面よりも小さな外径を有する。ケース４８の上面４８ｃには下側部５３ｂの外径よりも大きい径（例えば数ミリ大きい径）の貫通孔４８ｄが形成されている。保持部材５３は、下側部５３ｂが貫通孔４８ｄに進入し、上側部５３ａの下面がケース４８の上面４８ｃに載置した状態でケース４８に固定される。具体的には、保持部材５３は、下側部５３ｂが貫通孔４８ｄに進入した状態で水平方向の位置が調整され、抵抗溶接、レーザ溶接、アーク溶接、半田、またはカシメによりケース４８に固定される。

【0037】

保持部材５３の略中央には、上側部５３ａの上面５３ｃと、下側部５３ｂの下面５３ｄと、を連通する貫通孔５８が形成されている。貫通孔５８は、上側となるほどその断面積が大きくなるよう形成されている。したがって、貫通孔５８の内壁５８ａは傾斜している。本実施の形態では、貫通孔５８は、垂直断面における内壁５８ａの形状が、直線状となるよう形成される。

【0038】

貫通孔５８は、上側となるほどその断面形状がより長尺な形状となるよう形成される。別の言い方をすると、貫通孔５８は、上側となるほど、その断面における短尺方向の寸法と長尺方向方の寸法との比が大きくなるよう形成される。

【0039】

貫通孔５８の下面５３ｄ側の開口５８ｂは略円形状を有する。一方、貫通孔５８の上面５３ｃ側の開口５８ｃは略長円上を有する。したがって、開口５８ｃの外周辺は、開口５８ｃの長尺方向に延びる一対の直線状の辺５８ｄ、５８ｅを含む。また、後述するように蛍光体５０の出射面５０ａは略長円形状を有するため、出射面５０ａを通る断面における貫通孔５８の形状も略長円形状を有する。

【0040】

また、貫通孔５８は、上面５３ｃ側の開口５８ｃにおける長尺方向の寸法Ｄ１が、短尺方向の寸法Ｄ２の２倍〜４倍となるよう形成される。つまり、開口５８ｃは、短尺方向と長尺方向との比が１：２〜１：４となるよう形成される。

【0041】

蛍光体５０は、光源ユニット３４からの青色のレーザ光の一部を吸収してランバーシアンに黄色の光を発光する。残りのレーザ光は、蛍光体５０に吸収されることなく蛍光体５０から出射される。蛍光体５０の構造は公知であるため詳細な説明は省略する。蛍光体５０が発光した黄色の光と、吸収されることなく出射された青色のレーザ光とが混色されて白色光が生成される。白色光はリフレクタ２８に向けて進行する。

【0042】

蛍光体５０は、保持部材５３の貫通孔５８の形状に対応する形状を有する。逆に言うと、保持部材５３の貫通孔５８が、蛍光体５０の形状に対応する形状を有する。具体的には、蛍光体５０は、上側となるほどその断面積が大きくなるよう形成される。また、蛍光体５０は、上側となるほどその断面形状がより長尺な形状となるよう形成される。別の言い方をすると、蛍光体５０は、上側となるほど、その断面における短尺方向の寸法と長尺方向方の寸法との比が大きくなるよう形成される。

【0043】

蛍光体５０の出射面５０ａは略長円形状を有する。そのため、出射面５０ａの外周辺は、長尺方向に延びる一対の直線状の辺５０ｃ、５０ｄを含む。辺５０ｃ、５０ｄは特に、開口５８ｃの辺５８ｄ、５８ｅと同じ方向に延びる。また、蛍光体５０は、出射面５０ａにおける長尺方向の寸法Ｄ３が、短尺方向の寸法Ｄ４の２倍〜４倍となるよう形成される。つまり、蛍光体５０は、出射面５０ａの短尺方向と長尺方向との比が１：２〜１：４となるよう形成される。

【0044】

波長選択フィルタ５２は、蛍光体５０の下方、すなわち蛍光体５０と光源ユニット３４の間に設けられる。波長選択フィルタ５２は、光源ユニット３４からの青色のレーザ光を透過する。また、波長選択フィルタ５２は、蛍光体５０が発光した黄色の光のうち、下方に向かう光を反射する。これにより、蛍光体５０からの光の利用効率を高めることができる。

【0045】

本実施の形態では、波長選択フィルタ５２は、蛍光体５０の下面に蒸着により形成された誘電体多層膜である。誘電体多層膜は、屈折率の異なる誘電体物質を交互に多層に積層した薄膜であり、多重反射と多重干渉の効果により、波長３８０〜４７０ｎｍの青色光を略１００％透過し、波長４７１〜８００ｎｍの光を略１００％反射する。なお、誘電体多層膜による波長４７１〜８００ｎｍの光の反射率は、略１００％でなくてもよい。例えば略５０％であっても、略８０％であっても、その他の反射率であってもよい。

【0046】

蛍光体５０および波長選択フィルタ５２は、側面が貫通孔５８の内壁５８ａに接するように貫通孔５８に挿入され、圧入や接着により固定される。蛍光体５０および波長選択フィルタ５２は、ガラス等の透明部材により封止されることによって固定されてもよい。

【0047】

貫通孔５８の内壁５８ａには反射膜５４が設けられている。したがって、貫通孔５８の内壁５８ａは反射面として機能する。蛍光体５０においてランバーシアンに発光された光のうち下方に向かう光の少なくとも一部は、この反射膜５４に反射されて上方すなわちリフレクタ２８に向かう。これにより、蛍光体５０からの光の利用効率を高めることができる。

【0048】

貫通孔５８の内壁５８ａは蛍光体５０よりも上側に突出する。すなわち、環状の反射面が蛍光体５０よりも上側に突出する。この上側に突出した反射面により、蛍光体５０においてランバーシアンに発光した光に指向性を持たせることができる。この突出した環状の反射面は、その上下方向における寸法Ｄ５が、蛍光体５０の上下方向における寸法Ｄ６の１．２〜１．８倍となるよう形成される。より好ましくは、１．４〜１．６倍となるよう形成される。

【0049】

続いて、貫通孔５８の開口５８ｂの形状と、蛍光体５０の入射面５０ｂの形状と、蛍光体５０の出射面５０ａの形状と、各光源から放射されるレーザ光の形状と、の関係について説明する。図４は、これらの関係を説明するための説明図である。図４では、蛍光体モジュール４６を上から見た図が示される。ビームパターンＰ１は、貫通孔５８の開口５８ｂ上でのレーザ光の断面形状を示す。ビームパターンＰ２は、蛍光体５０の入射面５０ｂ上でのレーザ光の断面形状を示す。ビームパターンＰ３は、蛍光体５０の出射面５０ａ上でのレーザ光の断面形状を示す。図４に示すように、レーザ光は断面が長尺状であり、光源から離れるにつれて拡がっていく。なお図４では、レーザ光の厚みと拡がり度合とを誇張して描いている。

【0050】

貫通孔５８の開口５８ｂは、レーザ光のビームパターンＰ１よりも大きい。別の言い方をすると、開口５８ｂの直径は、レーザ光のビームパターンＰ１の長尺方向の寸法よりも大きい。なお、開口５８ｂの直径は、レーザ光のビームパターンＰ１の長尺方向の寸法と略同一であってもよい。

【0051】

蛍光体５０の入射面５０ｂは、レーザ光のビームパターンＰ２よりも大きい。別の言い方をすると、入射面５０ｂの長尺方向の寸法は、レーザ光のビームパターンＰ２の長尺方向の寸法よりも大きい。なお、入射面５０ｂの長尺方向の寸法は、レーザ光のビームパターンＰ２と略同一であってもよい。

【0052】

図２に戻り、ケース４８は、その上面４８ｃが光軸Ｏを含み、その上面４８ｃとその前面４８ｅとがなす稜線４８ｆがリフレクタ２８の第２焦点近傍に位置するよう構成される。リフレクタ２８で反射された光は、リフレクタ２８の第２焦点、すなわち稜線４８ｆの近傍を通って投影レンズ３２に入射する。ケース４８の上面４８ｃには反射膜５６が設けられており（図３参照）、リフレクタ２８で反射された光の一部はこの反射膜５６で反射される。そのため、稜線４８ｆを境界線としてリフレクタ２８からの光がカットされる。これにより、稜線４８ｆの形状に対応するカットオフラインを有する配光パターンが車両前方に投影される。つまり、ケース４８は、その一部がシェードとして機能する。

【0053】

以上のように構成された車両用灯具１０の動作を説明する。
車両用灯具１０の点灯指示を受けると、第１光源３６ａ、第２光源３６ｂ、第３光源３６ｃは、レーザ光を出射する。各レーザ光は、第１レンズ４０ａ、第２レンズ４０ｂ、第３レンズ４０ｃで平行光に変換されて集光リフレクタ４４の反射面４４ａに入射する。集光リフレクタ４４に入射したレーザ光は、蛍光体５０の略中央に向けて反射される。蛍光体５０は、入射したレーザ光の一部を吸収して黄色の光を発する。残りのレーザ光は蛍光体５０に吸収されることなく蛍光体５０から出射される。この黄色の光とレーザ光の青色の光とが混色されて白色光が生成され、リフレクタ２８に向けて進行する。リフレクタ２８の反射面２８ａは、白色光を投影レンズ３２に向けて反射する。投影レンズ３２は、リフレクタ２８からの光を略平行な光として灯具前方に照射する。

【0054】

第１の実施の形態に係る光源モジュール２６によると、蛍光体５０は、その出射面５０ａが長尺状の形状を有する。蛍光体５０は特に、出射面５０ａの外周辺が、長尺方向に延びる一対の直線状の辺５０ｃ、５０ｄを含む。このため、光源モジュール２６を車両用灯具１０の光源に使用した場合、カットオフラインを形成するのが容易となる。つまり、車両用灯具の光源に適した光源モジュールを実現できる。

【0055】

また、光源モジュール２６によると、蛍光体５０は、出射面５０ａにおける短尺方向Ｄ４と長尺方向Ｄ３との比が１：２〜１：４となるよう形成される。また、貫通孔５８の上側の開口５８ｃは、短尺方向Ｄ２と長尺方向Ｄ１との比が１：２〜１：４となるよう形成される。つまり、車両用灯具の光源に適した縦横比を有する光源モジュール２６を実現できる。

【0056】

また、光源モジュール２６によると、蛍光体５０よりも上側に突出した反射面の上下方向における寸法Ｄ５が、蛍光体５０の上下方向における寸法Ｄ６の１．２〜１．８倍となるよう蛍光体モジュール４６が形成される。より好ましくは、１．４〜１．６倍となるよう形成される。これにより、所望の大きさで、かつ、所望の輝度の光源モジュールを実現できる。

【0057】

また光源モジュール２６によると、蛍光体５０は、上側となるほどその断面積が大きくなるよう形成される。また、保持部材５３の貫通孔５８は、蛍光体５０の形状に対応した形状であって、上側となるほどその断面積が大きくなるよう形成される。つまり、保持部材５３の貫通孔５８は、蛍光体５０が通過できないように形成される。このように形成された貫通孔５８により蛍光体５０を保持するため、保持部材５３からの蛍光体５０の脱落を抑止できる。

【0058】

また、光源モジュール２６によると、複数の光源ユニット３４からのレーザ光が、集光リフレクタ４４の反射面４４ａによって蛍光体５０に集光される。そのため、例えば光ファイバなどの導光体によって集光するときのような入射時、導光時、出射時のロスが発生しないため、レーザ光の利用効率が向上する。また、例えば光ファイバなどの導光体によって集光する場合に比べ、光源モジュール２６を小型化することができ、これを搭載する車両用灯具１０の小型化に貢献できる。

【0059】

また、光源モジュール２６によると、回転放物面を基調とする反射面４４ａにより、複数の光源ユニット３４からのレーザ光が蛍光体５０に集光される。そのため、光源ユニット３４からのレーザ光を反射面４４ａの中心軸である軸Ａｘと略平行に反射面４４ａに入射すれば、そのレーザ光は蛍光体５０に集光される。つまり、光源ユニット３４からのレーザ光が軸Ａｘと略平行であれば、光源ユニット３４を構成する各部材と軸Ａｘとの距離、そして各部材と反射面４４ａとの距離はいずれも問われない。したがって、光源ユニット３４の位置調整は比較的容易となる。

【0060】

また、光源モジュール２６によると、第１光源３６ａ、第２光源３６ｂ、第３光源３６ｃは、ケース４８内に収容される。このため、これら光源が外れても、レーザ光が光源モジュール２６外部に直接出射されること、ひいては光源モジュール２６を搭載する車両用灯具１０外部に直接出射されることが防止される。

【0061】

また、光源モジュール２６によると、第１基板３８ａ、第２基板３８ｂ、第３基板３８ｃは、ヒートシンク４２側の面が同一平面上に位置するように配置されるため、ヒートシンク４２の前面４２ａを平坦な形状にすることができる。このため、ヒートシンク４２を単一の部材でかつ比較的単純な形状にすることができ、ヒートシンク４２の数および加工コストを低減できる。

【0062】

（第２の実施の形態）
第１の実施の形態に係る車両用灯具１０と第２の実施の形態に係る車両用灯具との主な違いは光源モジュールの形状である。図５は、第２の実施の形態に係る車両用灯具の灯具ユニット１１６を示す断面図である。図５は図２に対応する。

【0063】

灯具ユニット１１６は、光源モジュール１２６と、リフレクタ２８と、レンズホルダ３０と、投影レンズ３２と、を備える。光源モジュール１２６は、光源ユニット３４と、ヒートシンク４２と、集光リフレクタ４４と、蛍光体モジュール４６と、ケース１４８と、を備える。ケース１４８は、箱状に形成される。ケース１４８には、光源ユニット３４と、集光リフレクタ４４が収容される。

【0064】

ケース１４８の上面１４８ｃは、後方向きに傾斜する傾斜部１４８ｇを有する。この傾斜部１４８ｇには、貫通孔１４８ｄが形成されている。蛍光体モジュール４６は、第１の実施の形態と同様にして、この貫通孔１４８ｄに固定される。蛍光体モジュール４６は特に、蛍光体５０の出射面５０ａがリフレクタ２８の反射面２８ａの中心軸に対して後方向きに傾斜するよう固定される。なお、本実施の形態では、反射面２８ａの中心軸は、光軸Ｏと略一致する。

【0065】

第２の実施の形態に係る光源モジュール１２６と、第１の実施の形態に係る光源モジュール２６によって奏される作用効果と同様の作用効果が奏される。また、第２の実施の形態に係る車両用灯具によると、第１の実施の形態に係る車両用灯具１０によって奏される作用効果と同様の作用効果が奏される。加えて、第２の実施の形態に係る車両用灯具によると、蛍光体５０の出射面５０ａがリフレクタ２８の反射面２８ａの中心軸に対して後方向きに傾斜するよう固定される。これにより、リフレクタ２８の反射面２８ａの利用立体角を増大させることができる。

【0066】

（第３の実施の形態）
第１の実施の形態に係る車両用灯具１０と第３の実施の形態に係る車両用灯具との主な違いは灯具ユニットの構成である。図６は、第３の実施の形態に係る車両用灯具２１０を示す断面図である。図６は図１に対応する。

【0067】

車両用灯具２１０は、ランプボディ１２と、透光カバー１４と、灯具ユニット２１６と、エクステンションリフレクタ１８と、を備える。灯具ユニット２１６は、光源モジュール２２６と、リフレクタ２８と、レンズホルダ３０と、投影レンズ３２と、を備える。本実施の形態では、光源モジュール２２６の第１光源２３６ａ、第２光源２３６ｂ、第３光源２３６ｃが前後方向に並び、かつ、それらのレーザ出射口が、ランプボディ１２側（図６では左右方向）を向くよう配置されている。

【0068】

第３の実施の形態に係る光源モジュール２２６によると、第１の実施の形態に係る光源モジュール２６によって奏される作用効果と同様の作用効果が奏される。また、第３の実施の形態に係る車両用灯具２１０によると、第１の実施の形態に係る車両用灯具１０によって奏される作用効果と同様の作用効果が奏される。加えて、第３の実施の形態に係る車両用灯具２１０によると、各光源の出射口がランプボディ１２側を向くよう配置される。これにより、仮にケース４８および集光リフレクタ４４が外れても、各光源からのレーザ光が灯具外部に直接出射されることが防止される。

【0069】

（第４の実施の形態）
第１の実施の形態に係る車両用灯具１０と第４の実施の形態に係る車両用灯具との主な違いは光源モジュールの構成である。図７は、第４の実施の形態に係る車両用灯具の灯具ユニット３１６を示す断面図である。図７は図２に対応する。

【0070】

灯具ユニット３１６は、光源モジュール３２６と、リフレクタ２８と、レンズホルダ３０と、投影レンズ３２と、を備える。光源モジュール３２６は、光源ユニット３３４と、ヒートシンク４２と、集光レンズ３４４と、蛍光体モジュール４６と、ケース４８と、を備える。ケース４８には、光源ユニット３３４と、集光レンズ３４４が収容される。光源ユニット３３４は、光源３３６、基板３３８を含む。光源３３６、基板３３８はそれぞれ、第１の実施の形態の第１光源３６ａ、第１基板３８ａに対応する。

【0071】

集光レンズ３４４は光源３３６と蛍光体５０との間に設けられる。光源３３６から出射されたレーザ光は、集光レンズ３４４により集光されて蛍光体５０に入射する。なお、車両用灯具１０は、集光レンズ３４４の代わりに、光源３３６から出射されたレーザ光を平行光に変換するレンズを備えてもよい。

【0072】

第４の実施の形態に係る光源モジュール３２６によると、第１の実施の形態に係る光源モジュール２６によって奏される作用効果と同様の作用効果が奏される。また、第４の実施の形態に係る車両用灯具によると、第１の実施の形態に係る車両用灯具１０によって奏される作用効果と同様の作用効果が奏される。

【0073】

以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。この実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

【0074】

（変形例１）
第１〜３の実施の形態では、光源モジュール２６が、第１光源ユニット３４ａ、第２光源ユニット３４ｂ、第３光源ユニット３４ｃの３つの光源ユニットを備える場合について説明したが、これに限られない。光源モジュール２６は、２つ、または４つ以上の光源ユニットを備えていてもよい。

【0075】

（変形例２）
第１、２の実施の形態では光源ユニットが上下方向に並び、第３の実施の形態では光源ユニットが前後方向に並ぶ場合について説明したがこれに限られない。例えば、第１の実施の形態において、光源ユニットが左右方向（図２の紙面方向）に並んでもよい。また例えば、４つ以上の光源ユニットがマトリクス状に並べられてもよい。また例えば、５つ以上の光源ユニットが十字状に並べられてもよい。もちろん、各光源ユニットは不規則に並べられてもよい。つまり、複数の光源ユニットからのレーザ光が軸Ａｘと略平行に反射面４４ａに入射されるよう配置されればよい。

【0076】

（変形例３）
第１〜４の実施の形態では、光源ユニットが青色のレーザ光を出射し、蛍光体５０が青色のレーザ光を吸収して黄色の光を発し、この黄色の光と青色のレーザ光とが混色されて白色光が生成される場合について説明したが、これに限られない。例えば、光源ユニットが紫外のレーザ光を出射し、蛍光体は紫外のレーザ光を吸収して青色の光と黄色の光とを発するように構成されてもよい。この場合、蛍光体が発する青色の光と黄色の光とが混色されて、白色光が生成される。

【0077】

また例えば、光源ユニットが紫外のレーザ光を出射し、蛍光体が紫外のレーザ光を吸収して赤色の光、緑色の光、青色の光を発するように構成されてもよい。この場合、蛍光体が発する赤色の光、緑色の光、青色の光が混色されて、白色光が生成される。

【0078】

（変形例４）
第１〜３の実施の形態では特に触れなかったが、複数の光源ユニットの少なくとも１つは、その光源ユニットからのレーザ光が蛍光体５０の出射面５０ａに略直角に入射するよう設けられてもよい。この場合は、蛍光体５０の出射面５０ａでの出射ロスが抑制され、光の利用効率が向上する。

【0079】

（変形例５）
第１〜４の実施の形態では、灯具ユニットが、いわゆるプロジェクタ型の光学ユニットである場合について説明したが、これに限られない。灯具ユニットは例えば、いわゆるパラボラ型の光学ユニットであってもよい。

【0080】

図８は、変形例に係る車両用灯具の灯具ユニット４１６を示す断面図である。図８は図２に対応する。灯具ユニット４１６は、いわゆるパラボラ型の光源モジュール２６と、リフレクタ４２８と、を備える。リフレクタ４２８は、略ドーム状の部材であり、光源モジュール２６の上方に配置される。リフレクタ４２８は、回転放物面を基調とした反射面４２８ａを内側に有する。リフレクタ４２８は、反射面４２８ａの焦点が蛍光体５０と一致するように、蛍光体５０との位置関係が定められている。リフレクタ４２８は、光源モジュール２６からの光を灯具前方に照射する。

【0081】

本変形例によれば、実施の形態に係る光源モジュール２６によって奏される作用効果と同様の作用効果が奏される。

【0082】

（変形例６）
図９（ａ）、（ｂ）は、変形例に係る光源モジュールの蛍光体モジュール５４６を示す。図９（ａ）、（ｂ）は、図３（ａ）、（ｂ）に対応する。第１〜４の実施の形態では、貫通孔５８の下面５３ｄ側の開口５８ｂが略円形である場合について説明したが、これに限られない。図９（ｂ）に示すように、開口５８ｂは長尺状に形成されてもよい。開口５８ｂは特に、開口５８ｂ上でのレーザ光の断面形状と略同一の形状、または開口５８ｂ上でのレーザ光の断面形状と略相似の形状に形成されてもよい。

【0083】

また、第１〜第４の実施の形態では特に言及しなかったが、入射面５０ｂは、入射面５０ｂ上でのレーザ光の断面形状と略同一の形状または入射面５０ｂ上でのレーザ光の断面形状と略相似の形状に形成されてもよい。

【0084】

また、第１〜４の実施の形態では、蛍光体５０の出射面５０ａが、長円形状を有する場合について説明したが、これに限られない。図９（ｂ）に示すように、出射面５０ａは、例えば略長方形状を有していてもよい。つまり、出射面５０ａは、長尺状の形状を有し、かつ、外周辺が長尺方向に伸びる一対の直線状の辺を含んでいればよい。

【0085】

また、第１〜４の実施の形態では、貫通孔５８の上側の開口５８ｃが、長円形状を有する場合について説明したが、これに限られない。図９（ｂ）に示すように、開口５８ｃは、例えば略長方形状を有していてもよい。つまり、開口５８ｃは、長尺状の形状を有し、かつ、外周辺が長尺方向に伸びる一対の直線状の辺を含んでいればよい。

【0086】

本変形例によれば、第１〜４の実施の形態に係る光源モジュールによって奏される作用効果と同様の作用効果が奏される。

【0087】

（変形例７）
図１０（ａ）、（ｂ）は、変形例に係る光源モジュールの蛍光体モジュール６４６を示す。図１０（ａ）、（ｂ）は、図３（ａ）、（ｂ）に対応する。本変形例では、蛍光体５０は、保持部材５３と一体に形成される。別の言い方をすると、蛍光体５０は、保持部材５３を金型として利用することにより形成される。具体的には、保持部材５３の下面５３ｄ側の開口５８ｂを塞ぎ、開口５８ｂが塞がれた貫通孔５８に蛍光材料を含む樹脂またはセラミックを注入し、保持部材５３ごと焼結することにより、蛍光体５０が形成される。

【0088】

本変形例では、保持部材５３の内壁５８ａには金属製のメッシュ６６０が結合されているため、上述のように蛍光体５０を形成することにより、メッシュ６６０と蛍光体５０と一体化する。

【0089】

本変形例によれば、第１〜４の実施の形態に係る光源モジュールによって奏される作用効果と同様の作用効果が奏される。加えて、本変形例によれば、蛍光体５０は、蛍光材料を含む樹脂またはセラミックを保持部材５３の貫通孔５８に注入した状態で焼結され、形成される。そのため、蛍光体５０を保持部材５３に組付ける工程が不要となる。また、本変形例では、蛍光体５０は、保持部材５３に結合されているメッシュ６６０と一体化する。そのため、蛍光体５０の脱落が抑止される。

【0090】

また、本変形例では、蛍光体５０は、保持部材５３に結合された金属製のメッシュ６６０と一体化する。そのため、蛍光体５０で発生した熱は、このメッシュ６６０を通して保持部材５３に伝わり、放熱される。つまり、本変形例によれば、蛍光体５０の放熱性能を高めることができ、発熱による蛍光体５０の発光効率（レーザ光の変換効率）の低下を抑止することができる。その結果、蛍光体５０の輝度を高めることができ、車両用灯具の光源として好適に用いることができる。

【0091】

なお、メッシュ６６０の代わりに、内壁５８ａに、突出部を設けてもよい。この場合も、突出部により蛍光体５０の脱落を抑止でき、また突出部により蛍光体５０の放熱性能を高めることができる。

【符号の説明】

【0092】

１０ 車両用灯具、 １２ ランプボディ、 １４ 透光カバー、 １６ 灯具ユニット、 １８ エクステンションリフレクタ、 ２０ 灯室、 ２２ 金属製支持部材、 ２４ エイミングスクリュー、 ２６ 光源モジュール、 ２８ リフレクタ、 ２８ａ
反射面、 ３０ レンズホルダ、 ３２ 投影レンズ、 ３４ 光源ユニット、 ３４ａ 第１光源ユニット、 ３４ｂ 第２光源ユニット、 ３４ｃ 第３光源ユニット、 ３６ａ 第１光源、 ３６ｂ 第２光源、 ３６ｃ 第３光源、 ３８ａ 第１基板、 ３８ｂ 第２基板、 ３８ｃ 第３基板、 ４０ａ 第１レンズ、 ４０ｂ 第２レンズ、 ４０ｃ 第３レンズ、 ４２ ヒートシンク、 ４４ 集光リフレクタ、 ４４ａ 反射面、 ４６ 蛍光体モジュール、 ４８ ケース、 ５０ 蛍光体、 ５０ｃ，５０ｄ 辺、 ５２ 波長選択フィルタ、 ５３ 保持部材、 ５４，５６ 反射膜、 ５８
貫通孔、 ５８ａ 内壁、 ５８ｂ，５８ｃ 開口。

【産業上の利用可能性】

【0093】

本発明は光源モジュールおよびそれを備える車両用灯具に利用することができる。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】