(57)【要約】  配光にムラが生じることを抑制しつつ、各レーザ光源の出力を円滑に制御することが可能な光源装置およびそれを用いた投光装置を提供する。光源装置は、レーザ光源と、波長変換部材と、レーザ光源から出射されたレーザ光を波長変換部材の入射面上で走査させる光偏向器と、レーザ光源からそれぞれ出射された複数のレーザ光により、波長変換部材の入射面上において、走査方向に並び且つ互いに離間するように複数のビームスポットを形成する光学系と、を備える。さらに、波長変換部材の入射面で正反射した複数のレーザ光を、入射面上の全ての走査範囲に対して受光して、受光位置および受光光量に応じた検出信号を出力する位置検出器と、位置検出器からの検出信号に基づいてレーザ光源を制御するコントローラと、を備える。
2019049589.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のレーザ光源と、
前記複数のレーザ光源から出射されたレーザ光が入射する入射面を備え、前記レーザ光を、前記レーザ光の波長とは異なる波長の光に変換するとともに前記光を拡散させる波長変換部材と、
前記レーザ光を前記入射面上において走査させる光偏向器と、
前記複数のレーザ光源から出射された複数のレーザ光により、前記入射面上において、前記走査方向に並び、且つ少なくとも１つのスポットが他のスポットと離間するように複数のビームスポットを形成する光学系と、
前記入射面において正反射した前記複数のレーザ光の正反射光を、前記入射面上の走査範囲に対して受光して、受光位置および受光光量に応じた検出信号を出力する位置検出器と、
前記位置検出器からの検出信号に基づいて前記複数のレーザ光源を制御するコントローラと、を備える、
ことを特徴とする光源装置。
【請求項２】
複数のレーザ光源と、
前記複数のレーザ光源から出射されたレーザ光が入射する入射面を備え、前記レーザ光を、前記レーザ光の波長とは異なる波長の光に変換するとともに前記光を拡散させる波長変換部材と、
前記レーザ光を前記入射面上において走査させる光偏向器と、
前記複数のレーザ光源から出射された複数のレーザ光により、前記入射面上において、前記走査方向に並び且つ互いに離間するように複数のビームスポットを形成する光学系と、
前記入射面において正反射した前記複数のレーザ光の正反射光を、前記入射面上の走査範囲に対して受光して、受光位置および受光光量に応じた検出信号を出力する位置検出器と、
前記位置検出器からの検出信号に基づいて前記複数のレーザ光源を制御するコントローラと、を備える、
ことを特徴とする光源装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の光源装置において、
前記コントローラは、前記複数のレーザ光源をそれぞれ単独で駆動させて、前記位置検出器から前記検出信号を取得する、
ことを特徴とする光源装置。
【請求項４】
請求項３に記載の光源装置において、
前記コントローラは、前記光源装置の起動時に、前記複数のレーザ光源をそれぞれ単独で駆動させて前記検出信号を取得する制御を実行する、
ことを特徴とする光源装置。
【請求項５】
請求項３または４に記載の光源装置において、
前記コントローラは、前記光源装置の起動後の所定のタイミングにおいて、前記複数のレーザ光源をそれぞれ単独で駆動させて前記検出信号を取得する制御を実行する、
ことを特徴とする光源装置。
【請求項６】
請求項５に記載の光源装置において、
前記コントローラは、前記光源装置の起動後所定の周期ごとに、前記複数のレーザ光源をそれぞれ単独で駆動させて前記検出信号を取得する制御を実行する、
ことを特徴とする光源装置。
【請求項７】
請求項１ないし６の何れか一項に記載の光源装置において、
前記コントローラは、前記位置検出器からの前記検出信号に基づいて、前記波長変換部材から所定の配光パターンで前記光が生じるように、前記複数のレーザ光源を制御する、
ことを特徴とする光源装置。
【請求項８】
請求項７に記載の光源装置において、
前記コントローラは、前記波長変換部材に対する走査範囲の一部の範囲において発光を停止させる制御を行う場合、前記各レーザ光源の消灯がそれぞれ前記発光を停止させる前記一部の範囲に整合するように、前記複数のレーザ光源を制御する、
ことを特徴とする光源装置。
【請求項９】
請求項８に記載の光源装置において、
前記コントローラは、前記位置検出器からの検出信号に基づいて、前記位置検出器の受光面上における前記正反射光の間隔を取得し、取得した前記間隔に基づいて、前記複数のレーザ光源の消灯タイミングを設定する、
ことを特徴とする光源装置。
【請求項１０】
請求項１ないし９の何れか一項に記載の光源装置と、
前記波長変換部材により拡散された光を投射する投射光学系と、を備える、
ことを特徴とする投光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、光を発する光源装置およびそれを用いた投光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、レーザ光源から出射された光を波長変換部材に照射することにより所定波長の光を生成する光源装置が知られている。この光源装置では、たとえば、波長変換部材により波長変換されて拡散された光と、波長変換部材により波長変換されずに拡散された光とが合成されて、白色光等、所定の色の光が生成される。このような光源装置が、たとえば、車両用前照灯の光源装置として利用されている。【０００３】
以下の特許文献１には、光変換手段（蛍光体）によって生成された光像を投光光学系によって道路上に投光する投光器（ヘッドライト）が開示されている。投光器は、６つのレーザ光源と、２つのマイクロミラーとを備える。１つのマイクロミラーに対して３つのレーザ光源が割り当てられている。１つのマイクロミラーに入射した３つのレーザ光は、それぞれ、走査方向に垂直な方向に互いに変位した位置において、光変換手段の発光面に照射される。マイクロミラーは、単一軸の周りにのみ振動する。マイクロミラーが振動することにより、走査方向に垂直な方向に互いに変位したビームスポットが、光変換手段の発光面を走査する。一方のマイクロミラーで走査される３つのレーザ光は、光変換手段の発光面上において、他方のマイクロミラーで走査される３つのレーザ光の間の位置に位置づけられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２０１４／１２１３１５号
【発明の概要】
【０００５】
上記特許文献１の構成では、走査方向に垂直な方向に変位した６つの位置を、各レーザ光源から出射されたレーザ光で走査する構成であるため、これらレーザ光源のうち１つにでも故障もしくは強度の変動があると、波長変換部材からの配光に帯状のムラが生じる。また、振動等の衝撃や経時変化等によって複数のレーザ光源または各レーザ光を波長変換部材へと導く各光学系のうち１つにでもずれが生じた場合も、同様に、配光が不均一になってしまう。
【０００６】
かかる課題に鑑み、本開示は、配光にムラが生じることを抑制しつつ、各レーザ光源の出力を円滑に制御することが可能な光源装置およびそれを用いた投光装置を提供することを目的とする。
【０００７】
本開示の第１の態様は、光源装置に関する。この態様に係る光源装置は、複数のレーザ光源と、波長変換部材と、光偏向器と、光学系と、位置検出器と、コントローラと、を備える。波長変換部材は、複数のレーザ光源から出射されたレーザ光の波長を他の波長に変換するとともに波長変換された光を拡散させる。光偏向器は、複数のレーザ光源から出射されたレーザ光を波長変換部材の入射面上において走査させる。光学系は、複数のレーザ光源からそれぞれ出射された複数のレーザ光により、波長変換部材の入射面上において、走査方向に並び、且つ少なくとも１つのスポットが他のスポットと離間するように複数のビームスポットを形成する。位置検出器は、波長変換部材の入射面において正反射した複数のレーザ光の正反射光を、入射面上の走査範囲に対して受光して、受光位置および受光光量に応じた検出信号を出力する。コントローラは、位置検出器からの検出信号に基づいて複数のレーザ光源を制御する。
【０００８】
本態様に係る光源装置によれば、波長変換部材の入射面上において、各ビームスポットが走査方向に並び且つ互いに離間するため、何れか１つのレーザ光源に故障等の不具合が生じたとしても、配光にムラが生じることがない。また、波長変換部材の入射面で正反射した複数のレーザ光の正反射光が、入射面上の全ての走査範囲に対して位置検出器で受光されるため、位置検出器からの検出信号により、各レーザ光源の出力を円滑に制御することができる。
【０００９】
本開示の第２の態様は、投光装置に関する。この態様に係る投光装置は、第１の態様に係る光源装置と、前記波長変換部材により拡散された光を投射する投射光学系と、を備える。
【００１０】
本態様に係る投光装置によれば、第１の態様と同様の効果が奏され得る。
【００１１】
以上のとおり、本開示に係る光源装置および投光装置によれば、配光にムラが生じることを抑制しつつ、各レーザ光源の出力を円滑に制御することができる。
【００１２】
本開示効果ないし意義は、以下に示す実施の形態の説明により更に明らかとなろう。ただし、以下に示す実施の形態は、あくまでも、本開示にかかる発明を実施化する際の一つの例示であって、本開示にかかる発明は、以下の実施の形態に記載されたものに何ら制限されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１Ａ】図１Ａは、実施の形態に係る投光装置の構成を示す側面図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、実施の形態に係る投光装置の構成を示す平面図である。
【図２】図２は、実施の形態に係るレーザ光源の構成と配置を示す斜視図である。
【図３】図３は、実施の形態に係るシリンドリカルミラーで反射された後のレーザ光の収束状態を模式的に示す図である。
【図４Ａ】図４Ａは、実施の形態に係る、波長変換部材の入射面においてビームスポットを走査方向に離間させるための構成を説明する図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、実施の形態に係る、波長変換部材の入射面においてビームスポットを走査方向に離間させるための構成を説明する図である。
【図５Ａ】図５Ａは、実施の形態に係る、シリンドリカルレンズに対するレーザ光の入射方向を調整するための構成例を示す図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、実施の形態に係る、シリンドリカルレンズに対するレーザ光の入射方向を調整するための構成例を示す図である。
【図６Ａ】図６Ａは、実施の形態に係る、シリンドリカルレンズに対するレーザ光の入射方向を調整するための他の構成例を示す図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、図６Ａの構成例により波長変換部材の入射面に形成される各レーザ光のビームスポットの配置を模式的に示す図である。
【図７Ａ】図７Ａは、実施の形態に係る波長変換部材の構成を模式的に示す側面図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、実施の形態に係る波長変換部材の構成を模式的に示す平面図である。
【図８Ａ】図８Ａは、実施の形態に係る位置検出器の構成および位置検出信号の生成方法を説明するための図である。
【図８Ｂ】図８Ｂは、実施の形態に係る位置検出器の構成を模式的に示す断面図である。
【図９Ａ】図９Ａは、実施の形態に係る、波長変換部材の入射面におけるビームスポットの移動を模式的に示す図である。
【図９Ｂ】図９Ｂは、実施の形態に係る、図９Ａのようにビームスポットが移動した場合の位置検出器上における正反射光スポットの移動を模式的に示す図である。
【図１０】図１０は、実施の形態に係る光源装置の主たる回路構成を示す回路ブロック図である。
【図１１Ａ】図１１Ａは、実施の形態に係る各正反射光スポットの受光位置および受光光量を取得するための制御を示すフローチャートである。
【図１１Ｂ】図１１Ｂは、実施の形態に係る各正反射光スポットの受光位置および受光光量を取得するための制御を示すフローチャートである。
【図１１Ｃ】図１１Ｃは、実施の形態に係るチェック走査時における位置検出器の受光面上の正反射光スポットの走査状態を模式的に示す図である。
【図１２Ａ】図１２Ａは、実施の形態に係るレーザ光源の出力制御のための各パラメータを示す図である。
【図１２Ｂ】図１２Ｂは、実施の形態に係るレーザ光源の出力制御の一例を示すタイミングチャートである。
【図１３Ａ】図１３Ａは、実施の形態に係るレーザ光源の出力制御のための各パラメータを示す図である。
【図１３Ｂ】図１３Ｂは、実施の形態に係るレーザ光源の出力制御の他の例を示すタイミングチャートである。
【図１４Ａ】図１４Ａは、変更例に係る投光装置の構成を示す側面図である。
【図１４Ｂ】図１４Ｂは、変更例に係る投光装置の構成を示す平面図である。
【図１５Ａ】図１５Ａは、変更例に係る、波長変換部材の入射面においてビームスポットを走査方向に離間させるための構成を説明する図である。
【図１５Ｂ】図１５Ｂは、変更例に係るチェック走査時における位置検出器の受光面上の正反射光スポットの走査状態を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本開示の実施の形態について、図を参照して説明する。便宜上、各図には互いに直交するＸ、Ｙ、Ｚ軸が付記されている。この座標軸は、光源装置および投光装置の光投射方向をＺ軸とするグローバル座標系（図１Ａ、図１Ｂ、図１４Ａ、図１４Ｂ）と、説明対象となる光学部品の光出射方向、または反射面の法線方向をＺ軸とするローカル座標系（図２、図４Ａ、図４Ｂ、図５Ａ、図５Ｂ、図６Ａ、図６Ｂ、図７Ａ、図７Ｂ、図９Ａ、図９Ｂ、図１５Ａ、図１５Ｂ）を説明に合わせて適宜使い分けており、従って、両者は必ずしも一致するものではない。
【００１５】
図１Ａ、図１Ｂは、それぞれ、実施の形態に係る投光装置の構成を示す側面図および平面図である。
【００１６】
投光装置１は、光を生成する光源装置２と、光源装置２により生成された光を投射するための投射光学系３とを備える。投射光学系３は、２つのレンズ３ａ、３ｂを備え、これらレンズ３ａ、３ｂによって光源装置２からの光を集光して目標領域へと投射する。なお、投射光学系３は、必ずしも２つのレンズ３ａ、３ｂから構成されなくともよく、たとえば、１つのレンズでもよく、２つ以上のレンズやミラーを備えていてもよい。また、投射光学系３は、凹面ミラーによって光源装置２からの光を集光する構成であってもよい。
【００１７】
光源装置２は、３つのレーザ光源１１ａ〜１１ｃと、３つのコリメータレンズ１２ａ〜１２ｃと、２つの反射プリズム１３ａ、１３ｂと、シリンドリカルレンズ１４と、反射ミラー１５と、光偏向器１６と、シリンドリカルミラー１７と、波長変換部材１８とを備えている。シリンドリカルレンズ１４とシリンドリカルミラー１７は、レーザ光源１１ａ〜１１ｃから出射されたレーザ光を波長変換部材１８の入射面に収束させるための集光光学系を構成する。光源装置２を構成する上記部材は、投射光学系３とともに、図示しないベースに設置されている。
【００１８】
レーザ光源１１ａ〜１１ｃは、それぞれ、青色波長帯（たとえば、４５０ｎｍ）のレーザ光を出射する。レーザ光源１１ａ〜１１ｃは、たとえば、半導体レーザからなっている。レーザ光源１１ａ〜１１ｃは、同一機種のレーザ光源である。レーザ光源１１ａ〜１１ｃから出射されるレーザ光の波長は、適宜変更可能である。レーザ光源１１ａ〜１１ｃは、必ずしも単一の発光領域を有するシングルエミッターの半導体レーザでなくともよく、たとえば、１つの発光素子に複数の発光領域を有するマルチエミッターの半導体レーザであってもよい。また、レーザ光源１１ａ〜１１ｃは、必ずしも単一波長帯のレーザ光を出射するものでなくともよく、たとえば、１基板に複数の発光素子がマウントされたマルチ発光の半導体レーザであってもよい。
【００１９】
コリメータレンズ１２ａ〜１２ｃは、それぞれ、レーザ光源１１ａ〜１１ｃから出射されたレーザ光を平行光に変換する。反射プリズム１３ａ、１３ｂは、それぞれ、コリメータレンズ１２ｂ、１２ｃを透過したレーザ光を、シリンドリカルレンズ１４に向かう方向に反射する。反射プリズム１３ａ、１３ｂに代えて、板状の反射ミラーを用いてもよい。
【００２０】
図１Ｂに示すように、レーザ光源１１ｂ、１１ｃは、互いに向き合うように配置されている。反射プリズム１３ａ、１３ｂは、レーザ光源１１ｂ、１１ｃが向き合う方向、すなわち、Ｘ軸方向に隙間が生じるように配置されている。レーザ光源１１ａ〜１１ｃは、出射光軸がＸ−Ｚ平面に平行な１つの平面に含まれるように配置されている。
【００２１】
レーザ光源１１ａから出射されたレーザ光は、コリメータレンズ１２ａにより平行光に変換された後、反射プリズム１３ａ、１３ｂの間の隙間を通って、シリンドリカルレンズ１４へと向かう。対向配置されたレーザ光源１１ｂ、１１ｃの光軸は、反射プリズム１３ａ、１３ｂによって、Ｘ−Ｚ平面に平行な方向に曲げられる。これにより、レーザ光源１１ａ〜１１ｃから出射されたレーザ光は、シリンドリカルレンズ１４の入射面に対し、Ｘ軸方向において互いに異なる位置に入射する。
【００２２】
以上の構成により、レーザ光源１１ａ〜１１ｃのパッケージやキャップ外形に制限されることなく、３つのレーザ光を接近させることが可能となる。これにより、シリンドリカルレンズ１４に入射する３つのレーザ光を束ねた光束の全幅を小さくできる。その結果、シリンドリカルレンズ１４以降の光学系のコンパクト化が可能となると共に、光学系が有する収差の影響を小さくすることができる。また、光偏向器１６のミラー１６ａのサイズを小さくでき、光偏向器１６の大型化や消費電力の増大を抑制できる。
【００２３】
レーザ光源１１ａから出射されたレーザ光は、シリンドリカルレンズ１４の入射面の中央位置に入射する。レーザ光源１１ｂ、１１ｃから出射されたレーザ光は、それぞれ、シリンドリカルレンズ１４の入射面の中央位置からＸ軸正負の方向に所定距離だけずれた位置に入射する。
【００２４】
シリンドリカルレンズ１４は、入射面がＸ−Ｚ平面に平行な方向のみに湾曲した曲面となっている。シリンドリカルレンズ１４の入射面は非球面であり、シリンドリカルレンズ１４の出射面は、Ｚ軸に垂直な平面である。シリンドリカルレンズ１４の出射面も、Ｘ−Ｚ平面に平行な方向に湾曲した曲面であってもよい。あるいは、シリンドリカルレンズ１４の入射面が平面で出射面が曲面であってもよい。
【００２５】
シリンドリカルレンズ１４は、入射面の母線が、入射面に入射する３つのレーザ光の光軸を含む平面に垂直、すなわちＹ軸方向に平行となるように配置されている。シリンドリカルレンズ１４は、入射位置におけるレーザ光源１１ａ〜１１ｃの３つの光軸が並ぶ方向、すなわち、Ｘ軸方向のみに収束パワーを有する。レーザ光源１１ａ〜１１ｃから出射されたレーザ光は、シリンドリカルレンズ１４によって、波長変換部材１８の入射面上においてレーザ光の走査方向に収束される。後述のように、本実施の形態では、３つのレーザ光のビームスポットが、波長変換部材１８の入射面上において走査方向に並び、且つ、互いに離間するように形成される。
【００２６】
反射ミラー１５は、シリンドリカルレンズ１４を透過した３つのレーザ光の光軸を、それぞれ、Ｙ−Ｚ平面に平行な方向に折り曲げる。３つのレーザ光は、反射ミラー１５で反射された後、光偏向器１６のミラー１６ａに入射する。なお、シリンドリカルレンズ１４から波長変換部材１８までの光学系のレイアウトによっては、反射ミラー１５が省略され得る。この場合、シリンドリカルレンズ１４を透過した３つのレーザ光は、直接、光偏向器１６のミラー１６ａに入射する。
【００２７】
光偏向器１６は、ミラー１６ａを備え、ミラー１６ａをＺ軸に平行な回動軸Ｌ１について回動させることにより、反射ミラー１５で反射されたレーザ光の進行方向を変化させる。ミラー１６ａの入射面は平面である。ミラー１６ａは、たとえば、ガラス板に誘電体多層膜を形成した高反射率のミラーである。ミラー１６ａは、中立位置において、Ｘ−Ｚ平面に平行となるように配置される。光偏向器１６は、たとえば、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）ミラーによって構成される。
【００２８】
シリンドリカルミラー１７は、入射面がＹ−Ｚ平面に平行な方向のみ凹面に湾曲した反射面となっている。シリンドリカルミラー１７の入射面は球面であるが、非球面であってもよい。シリンドリカルミラー１７は、入射面の母線が、入射面に入射する３つのレーザ光の光軸を含む平面に平行、すなわちＸ軸方向に平行となるように配置されている。シリンドリカルミラー１７は、入射位置におけるレーザ光源１１ａ〜１１ｃの３つの光軸が並ぶ方向に垂直な方向、すなわち、Ｙ−Ｚ平面に平行な方向のみに収束パワーを有する。レーザ光源１１ａ〜１１ｃから出射されたレーザ光は、シリンドリカルミラー１７によって、波長変換部材１８の入射面上においてレーザ光の走査方向に垂直な方向に収束される。
【００２９】
なお、光偏向器１６から波長変換部材１８までの光学系のレイアウトによっては、シリンドリカルミラー１７が透過型のシリンドリカルレンズに置き換えられ得る。この場合、シリンドリカルレンズに入射した３つのレーザ光は、シリンドリカルレンズでＹ−Ｚ平面に平行な方向の収束作用を受けた後、波長変換部材１８に入射する。
【００３０】
さらに、ミラー１６ａの入射面を、シリンドリカルミラー面に置き換えてもよい。この場合、シリンドリカルミラー１７は、省略されるか、平面の反射ミラーとされ、シリンドリカルレンズ１４に入射した３つのレーザ光は、シリンドリカル面のミラー１６ａによりＹ−Ｚ平面に平行な方向の収束作用を受けた後、反射ミラーを経るか、または、そのまま直接、波長変換部材１８に入射する。
【００３１】
波長変換部材１８は、シリンドリカルミラー１７によって反射されたレーザ光が入射する位置に配置されている。波長変換部材１８は、長方形形状の板状の部材であり、入射面がＸ−Ｙ平面に平行となるように設置されている。上記のようにミラー１６ａが回動軸Ｌ１について回動することにより、波長変換部材１８は、レーザ光によって長手方向に走査される。
【００３２】
波長変換部材１８は、入射したレーザ光の一部を、青色波長帯とは異なる波長に変換して、Ｚ軸方向に拡散させる。波長変換されなかった他のレーザ光は、波長変換部材１８によってＺ軸方向に拡散される。こうして拡散された２種類の波長の光が合成されて、所定の色の光が生成される。各波長の光は、投射光学系３に取り込まれて、目標領域に投射される。
【００３３】
本実施の形態では、波長変換部材１８によって、レーザ光の一部が、黄色波長帯の光に変換される。波長変換後の黄色波長帯の拡散光と、波長変換されなかった青色波長帯の散乱光とが合成されて、白色の光が生成される。なお、波長変換後の波長は黄色波長帯でなくてもよく、生成される光の色は、白以外の色であってもよい。波長変換部材１８の構成は、追って、図７Ａ、図７Ｂを参照して説明する。
【００３４】
図２は、レーザ光源１１ａの構成と配置を示す斜視図である。図２には、レーザ光源１１ａに装備された発光素子１１０の構成が示されている。他のレーザ光源１１ｂ、１１ｃの発光素子の構成も図２と同様である。
【００３５】
発光素子１１０は、上下面が電極１１１、１１２となっている。これら電極１１１、１１２に電圧を印加することにより、上下のクラッド層に挟まれた活性層１１３から出射光軸１２０に沿ってレーザ光１３０が出射される。レーザ光１３０は、活性層１１３に平行な方向および活性層１１３に垂直な方向に所定の放射角で広がる。活性層１１３に垂直な方向の放射角は、活性層１１３に平行な方向の放射角よりも大きい。従って、出射されたレーザ光１３０のビーム形状は楕円である。一般に、この楕円の長軸はファスト軸と呼ばれ、楕円の短軸はスロー軸と呼ばれる。
【００３６】
図１Ａ、図１Ｂの構成において、レーザ光源１１ａは、ファスト軸が、シリンドリカルレンズ１４の収束方向に平行となるように配置される。残り２つのレーザ光源１１ｂ、１１ｃは、シリンドリカルレンズ１４の入射位置においてレーザ光のファスト軸がシリンドリカルレンズ１４の収束方向に平行となるように配置される。レーザ光は、スロー軸に沿った方向よりもファスト軸に沿った方向の方が収束されやすい。これは、一般的にレーザ光源１１ａ〜１１ｃ（半導体レーザ）の端面におけるファスト軸方向の発光領域の幅が、スロー軸に比べて狭いからである。したがって、レーザ光源１１ａ〜１１ｃを上記のように配置することにより、レーザ光源１１ａ〜１１ｃから出射されたレーザ光をシリンドリカルレンズ１４によって効率的に収束させることができる。
【００３７】
図３は、シリンドリカルミラー１７で反射された後のレーザ光の収束状態を模式的に示す図である。
【００３８】
図３において、シリンドリカルミラー１７から波長変換部材１８に向かう破線はレーザ光源１１ａ〜１１ｃから出射されたレーザ光１３０ａ〜１３０ｃを示し、各破線に付記された楕円は、これらレーザ光のビームスポットＢＳａ〜ＢＳｃを示している。
【００３９】
図３に示すように、本実施の形態では、３つのビームスポットＢＳａ〜ＢＳｃが、波長変換部材１８の入射面１８ａ上において、レーザ光の走査方向に並び且つ互いに離間するように、レーザ光源１１ａ〜１１ｃとシリンドリカルレンズ１４（集光光学系）が調整されている。
【００４０】
なお、ビームスポットＢＳａ〜ＢＳｃのサイズは、強度ピークの１／ｅ２以上の領域によって規定される。あるいは、ビームスポットＢＳａ〜ＢＳｃのサイズが、ＦＷＨＭ（full width at half maximum）で規定されてもよい。この場合、強度ピークの１／ｅ２以上の領域の一部が重なっていても、ＦＷＨＭで規定された場合のビームスポットが重なっていなければ、ビームスポットＢＳａ〜ＢＳｃは互いに離間していると言える。ビームサイズの規定方法は、追って説明する変更例においても同様である。
【００４１】
図４Ａ、図４Ｂは、それぞれ、波長変換部材１８の入射面１８ａにおいてビームスポットＢＳａ〜ＢＳｃを走査方向に離間させるための構成を説明する図である。なお、便宜上、図４Ａ、図４Ｂでは、シリンドリカルレンズ１４と波長変換部材１８との間に配置された光学部材の図示が省略されている。
【００４２】
図４Ａに示す構成では、レーザ光１３０ａ〜１３０ｃが互いに非平行な状態でシリンドリカルレンズ１４に入射するよう、レーザ光源１１ａ〜１１ｃの配置または反射プリズム１３ａ、１３ｂの配置が調整されている。具体的には、レーザ光源１１ａから出射されたレーザ光１３０ａは、光軸がＺ軸に並行な状態でシリンドリカルレンズ１４に入射し、レーザ光源１１ｂ、１１ｃから出射されたレーザ光１３０ｂ、１３０ｃは、それぞれ、光軸がＺ軸に並行な状態からＸ軸正負の方向にやや傾いた状態でシリンドリカルレンズ１４に入射する。
【００４３】
この構成において、シリンドリカルレンズ１４には収差がなく、シリンドリカルレンズ１４は、入射した平行光を１つの焦線に収束させるように構成されている。すなわち、シリンドリカルレンズ１４は、単焦点のシリンドリカルレンズである。また、シリンドリカルレンズ１４から波長変換部材１８までの光路長と、シリンドリカルレンズ１４の焦点距離とが略同じとなるように光学系が設定されている。
【００４４】
この構成では、図４Ａに示すように、レーザ光１３０ａ〜１３０ｃが互いに非平行な状態でシリンドリカルレンズ１４に入射することにより、レーザ光１３０ａ〜１３０ｃの収束位置が、波長変換部材１８の入射面１８ａ上において、走査方向（Ｘ軸方向）に互いに変位する。これにより、レーザ光１３０ａ〜１３０ｃの各ビームスポットＢＳａ〜ＢＳｃが、波長変換部材１８の入射面１８ａ上において、走査方向に並び且つ互いに離間するようになる。
【００４５】
なお、シリンドリカルレンズ１４が予めＸ軸方向に収差をもつ場合は、図４Ｂに示すように、レーザ光１３０ａ〜１３０ｃを互いに平行な状態でシリンドリカルレンズ１４に入射させてもよい。この場合、シリンドリカルレンズ１４の収差によって、レーザ光１３０ａ〜１３０ｃの各ビームスポットＢＳａ〜ＢＳｃが、波長変換部材１８の入射面１８ａ上において、走査方向に並び且つ互いに離間するように位置付けられる。
【００４６】
図４Ａの構成において、シリンドリカルレンズ１４に対するレーザ光１３０ｂ、１３０ｃの入射方向の調整は、たとえば、図５Ａに示すように、レーザ光源１１ｂ、１１ｃの出射光軸に対する反射プリズム１３ａ、１３ｂの反射面の傾きを調整することによって行われ得る。この場合、たとえば、レーザ光源１１ｂ、１１ｃは、それぞれ、出射光軸がＸ軸に平行となるように配置され、レーザ光源１１ｂ、１１ｃの出射光軸と反射プリズム１３ａ、１３ｂの反射面とのなす角θがそれぞれ４５度よりもやや大きくなるように、反射プリズム１３ａ、１３ｂが配置される。レーザ光源１１ａは、出射光軸がＺ軸に平行となるように配置される。これにより、図４Ａに示したように、レーザ光源１１ａから出射されたレーザ光１３０ａは、Ｚ軸に平行にシリンドリカルレンズ１４に入射し、レーザ光源１１ｂ、１１ｃから出射されたレーザ光１３０ｂ、１３０ｃは、Ｚ軸に平行な状態からやや傾いた状態でシリンドリカルレンズ１４に入射する。
【００４７】
あるいは、図４Ａの構成において、シリンドリカルレンズ１４に対するレーザ光１３０ｂ、１３０ｃの入射方向の調整は、たとえば、図５Ｂに示すように、レーザ光源１１ｂ、１１ｃの出射光軸を、Ｘ軸に平行な状態からＸ−Ｚ平面に平行な方向に傾けることによっても行われ得る。
【００４８】
この場合、たとえば、反射プリズム１３ａ、１３ｂは、それぞれ、反射面がＸ軸に対して４５度の傾きをもつように配置され、レーザ光源１１ｂ、１１ｃの出射光軸と反射プリズム１３ａ、１３ｂの反射面とのなす角θがそれぞれ４５度よりもやや大きくなるように、レーザ光源１１ｂ、１１ｃが配置される。コリメータレンズ１２ｂ、１２ｃは、光軸がレーザ光源１１ｂ、１１ｃの出射光軸に整合するように配置される。レーザ光源１１ａは、出射光軸がＺ軸に平行となるように配置される。これにより、図４Ａに示したように、レーザ光源１１ａから出射されたレーザ光１３０ａは、Ｚ軸に平行にシリンドリカルレンズ１４に入射し、レーザ光源１１ｂ、１１ｃから出射されたレーザ光１３０ｂ、１３０ｃは、Ｚ軸に平行な状態からやや傾いた状態でシリンドリカルレンズ１４に入射する。
【００４９】
なお、レーザ光１３０ｂ、１３０ｃをシリンドリカルレンズ１４に対してＺ軸方向から傾いた方向に入射させるために、レーザ光源１１ｂ、１１ｃと反射プリズム１３ａ、１３ｂの両方の配置が調整されてもよい。
【００５０】
また、図６Ａに示すように、シリンドリカルレンズ１４の入射面に近づくに伴って、レーザ光１３０ｂ、１３０ｃの光軸がレーザ光１３０ａの光軸に接近するように、レーザ光源１１ｂ、１１ｃが傾けられてもよい。この場合、図６Ｂに示すようにシリンドリカルレンズ１４から波長変換部材１８までの光路において、レーザ光１３０ｂ、１３０ｃが交差し、レーザ光１３０ｂは、レーザ光１３０ａに対してＸ軸負側にずれた位置に収束され、レーザ光１３０ｃは、レーザ光１３０ａに対してＸ軸正側にずれた位置に収束される。よって、この構成によっても、３つのビームスポットＢＳａ〜ＢＳｃは、波長変換部材１８の入射面１８ａ上において、レーザ光の走査方向に並び且つ互いに離間するように配置され得る。
【００５１】
なお、図４Ｂの構成では、出射光軸がＸ軸に平行となるようにレーザ光源１１ｂ、１１ｃが配置され、反射面がＸ軸に対して４５度傾くように反射プリズム１３ａ、１３ｂが配置される。また、レーザ光源１１ａは、出射光軸がＺ軸に平行となるように配置される。これにより、図４Ｂに示すように、光軸が互いに平行な状態でレーザ光１３０ａ〜１３０ｂがシリンドリカルレンズ１４に入射する。
【００５２】
本実施の形態では、上記のように、シリンドリカルレンズ１４から波長変換部材１８までの光路長が、シリンドリカルレンズ１４の焦点距離と略同じに設定されているため、波長変換部材１８の入射面１８ａにおいて、３つのレーザ光１３０ａ〜１３０ｃ（ビームスポットＢＳａ〜ＢＳｃ）は、レーザ光の走査方向、すなわちＸ軸方向の幅が、シリンドリカルレンズ１４の収束作用により生成される焦線の幅付近にまで圧縮される。
【００５３】
なお、シリンドリカルミラー１７から波長変換部材１８までの光路長は、シリンドリカルミラー１７の焦点距離と同一であっても相違していてもよい。たとえば、シリンドリカルミラー１７から波長変換部材１８までの光路長が、シリンドリカルミラー１７の焦点距離と同一に設定された場合、レーザ光は、シリンドリカルミラー１７の焦点距離に比例した最小幅に収束する。
【００５４】
ただし、シリンドリカルミラー１７による収束方向はレーザ光１３０ａ〜１３０ｃのスロー軸に平行な方向であるため、レーザ光はファスト軸に比べて収束されにくい。その上、本構成では、スロー軸に平行な方向から所定の入射角（θ１とする）で波長変換部材１８に入射する。このようにレーザ光が波長変換部材１８に対して斜めから入射することにより、スロー軸方向におけるビームの幅が、シリンドリカルミラー１７の焦点距離に比例した最小幅の１／ｃｏｓθ１倍に広がる。このため、レーザ光は、スロー軸方向にある程度の幅をもって収束される。
【００５５】
入射面１８ａ上におけるビームスポットＢＳａ〜ＢＳｃのスロー軸方向の幅をできるだけ小さくしたい場合には、シリンドリカルミラー１７の焦点距離を小さく設定する必要がある。一方、シリンドリカルミラー１７から波長変換部材１８までの光路長が、シリンドリカルミラー１７の焦点距離と異なる場合、波長変換部材１８の入射面１８ａ上におけるビームスポットＢＳａ〜ＢＳｃのスロー軸方向の幅は、シリンドリカルミラー１７の焦点位置における最小幅よりも広く設計することができる。
【００５６】
以上のように、波長変換部材１８の入射面１８ａにおいて、３つのレーザ光１３０ａ〜１３０ｃのビームスポットＢＳａ〜ＢＳｃは、レーザ光の走査方向に垂直な方向、すなわちＹ−Ｚ平面に平行な方向の幅を広い範囲で自由に設計できる。したがって、波長変換部材１８の入射面１８ａにおいて、３つのレーザ光１３０ａ〜１３０ｃのビームスポットＢＳａ〜ＢＳｃは、レーザ光の走査方向に垂直な方向に延びた線状の形状となる。上記のように、走査方向に垂直な方向におけるビームスポットの長さを広げたい場合は、シリンドリカルミラー１７から波長変換部材１８までの光路長を、シリンドリカルミラー１７の焦点距離と相違するように設定すると良い。ビームスポットの長さをさらに広げたい場合には、シリンドリカルミラーの反射面を平面、または凸面に形成することで実現できる。
【００５７】
このように、ビームスポットＢＳａ〜ＢＳｃを走査方向に交差する方向に長い形状とすることにより、各ビームスポットの光密度が過度に高まることがなく、光飽和や発熱による温度消光効果により波長変換部材１８における発光効率が低下することを抑止できる。また、走査方向に交差する方向に広い幅で波長変換部材１８を走査できるため、波長変換部材１８を効率的に各レーザ光で走査できる。
【００５８】
図７Ａは、波長変換部材１８の構成を模式的に示す側面図である。
【００５９】
波長変換部材１８は、基板２０１の上面に、反射膜２０２と、蛍光体層２０３とを積層した構成となっている。
【００６０】
基板２０１は、たとえば、シリコンや窒化アルミニウムセラミック、サファイヤガラスなどからなっている。反射膜２０２は、第１の反射膜２０２ａと第２の反射膜２０２ｂとが積層されて構成されている。第１の反射膜２０２ａは、たとえば、Ａｇ、Ａｇ合金、Ａｌなどの金属膜である。第２の反射膜２０２ｂは、反射とともに第１の反射膜２０２ａを酸化などから保護する機能をも有し、たとえば、ＳｉＯ２、ＺｎＯ、ＺｒＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２、ＳｉＮ、ＡｌＮなど誘電体の１つまたは複数の層からなっている。反射膜２０２は、必ずしも、第１の反射膜２０２ａおよび第２の反射膜２０２ｂから構成されなくともよく、単層または３つ以上の層が積層された構成であってもよい。
【００６１】
蛍光体層２０３は、蛍光体粒子２０３ａをバインダ２０３ｂで固定することにより形成される。蛍光体粒子２０３ａは、レーザ光源１１ａ〜１１ｃから出射された青色波長帯のレーザ光が照射されることによって黄色波長帯の蛍光を発する。蛍光体粒子２０３ａとして、たとえば、平均粒子径が１μｍ〜３０μｍの（ＹｎＧｄ１−ｎ）３（ＡｌｍＧａ１−ｍ）５Ｏ１２：Ｃｅ（０．５≦ｎ≦１、０．５≦ｍ≦１）が用いられる。また、バインダ２０３ｂとして、ポリメチルシルセスキオキサンなどのシルセスキオキサンを主に含む透明材料が用いられる。
【００６２】
さらに、蛍光体層２０３の内部に、ボイド２０３ｃを設けることが好ましい。これにより、内部に侵入したレーザ光をより効率的に散乱させて、光源装置２から取り出すことができる。また、第２の反射膜２０２ｂ付近にボイド２０３ｃが存在することにより、第２の反射膜２０２ｂの表面によるエネルギーロスを低減しつつ、効果的にレーザ光と蛍光を散乱させることができる。蛍光体層２０３には、さらに、強度および耐熱性を高めるためのフィラー２０３ｄが含まれる。
【００６３】
レーザ光源１１ａ〜１１ｃから出射されたレーザ光は、図７Ａに示す励起領域Ｒ１に照射され、蛍光体層２０３の表面または内部で、散乱、吸収される。このとき、レーザ光の一部は、蛍光体粒子２０３ａにより黄色波長帯の光に変換されて、蛍光体層２０３から放射される。また、レーザ光の他の一部は、黄色波長帯の光に変換されずに散乱されて青色波長帯の光のまま蛍光体層２０３から放射される。このとき、各波長帯の光は、蛍光体層２０３内を伝搬しながら散乱されるため、励起領域Ｒ１よりもやや広い発光領域Ｒ２から放射される。
【００６４】
図７Ｂは、波長変換部材１８の構成を模式的に示す平面図である。
【００６５】
波長変換部材１８は、平面視において、Ｘ軸方向に長い長方形の形状を有する。波長変換部材１８は、光偏向器１６のミラー１６ａが回動されることにより、レーザ光でＸ軸方向に走査される。ミラー１６ａは、Ｘ−Ｚ平面に平行な中立位置から両方向に所定の角度範囲で回動される。図７Ｂにおいて、ＢＳは、上記のようにレーザ光源１１ａ〜１１ｃから出射された各レーザ光のビームスポットを示している。３つのビームスポットＢＳは、波長変換部材１８の入射面１８ａを、幅Ｗ１において往復移動する。
【００６６】
なお、図７Ｂには、ビームスポットＢＳの往復移動が直線の矢印で示されているが、レーザ光が斜め方向から波長変換部材１８に入射するため、実際のビームスポットＢＳの移動軌跡は、Ｘ軸方向の中央位置に対してＸ軸正負方向の両端がＹ軸負方向に変位した、やや湾曲した軌跡となる。
【００６７】
入射面１８ａ上におけるビームスポットＢＳの領域は、図７Ａの励起領域Ｒ１に対応する。波長変換部材１８の入射面１８ａをビームスポットＢＳが移動する間に、ビームスポットＢＳの領域よりもやや広い発光領域Ｒ２から青色波長帯の拡散光と黄色波長帯の拡散光がＺ軸正方向に放射される。
【００６８】
こうして放射された２つの波長帯の光が、図１Ａ、図１Ｂに示した投射光学系３により取り込まれ、目標領域に投射される。これにより、青色波長帯の光と黄色波長帯の光が合成された白色の光が、投光装置１から目標領域に投射される。
【００６９】
さらに、本実施の形態では、波長変換部材１８の入射面１８ａで正反射されたレーザ光（以下、「正反射光」という）を受光する位置に、位置検出器１９が設置されている。位置検出器１９は、光偏向器１６のミラー１６ａが中立位置にあるときに、正反射光が位置検出器１９の入射面のＸ軸方向の中央位置に入射するように配置されている。
【００７０】
位置検出器１９は、波長変換部材１８の入射面上の走査範囲に対して正反射光を受光するとともに、受光位置および受光光量に応じた検出信号を出力する。位置検出器１９は、波長変換部材１８の入射面上の走査範囲に対して正反射光を受光可能なように、Ｘ軸方向に長い受光面を有する。
【００７１】
位置検出器１９は、たとえば、ＰＳＤ（Position SensitiveDetector）からなっている。この他、位置検出器１９は、フォトディテクタがアレイ上に配置された構成であってもよく、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）等の撮像素子であってもよい。
【００７２】
図８Ａは、位置検出器１９の構成および位置検出信号の生成方法を説明するための図である。また、図８Ｂは、位置検出器１９の構成を模式的に示す断面図である。
【００７３】
図８Ｂに示すように、位置検出器１９は、Ｎ型高抵抗シリコン基板の表面に、受光面と抵抗層を兼ねたＰ型抵抗層を形成した構造となっている。表面側の抵抗層には、横方向における光電流を出力するための電極ＥＸ１、ＥＸ２が形成され、裏面側の抵抗層には共通電極ＥＸ３が形成されている。電極ＥＸ１、ＥＸ２に流入した光電流は、端子１９ｂ、１９ｃから出力される。
【００７４】
次に、位置検出器１９における受光位置の算出方法について説明する。
【００７５】
位置検出器１９の受光面１９ａに正反射光（正反射光スポットＲＢ）が照射されると、正反射光（正反射光スポットＲＢ）の受光位置に光量に比例した電荷が発生する。この電荷は光電流として抵抗層に到達し、各電極ＥＸ１、ＥＸ２までの距離に逆比例して分割されて、電極ＥＸ１、ＥＸ２に接続された端子１９ｂ、１９ｃから出力される。
【００７６】
ここで、位置検出器１９において、端子１９ｂ、１９ｃから出力される光電流は、正反射光の受光位置から電極ＥＸ１、ＥＸ２までの距離Ｌｘ１、Ｌｘ２に逆比例して分割された大きさを有する。よって、端子１９ｂ、１９ｃから出力される光電流の電流値をもとに、受光面上におけるＸ軸方向の正反射光の受光位置を検出することができる。
【００７７】
たとえば、位置検出器１９について、図８Ａの位置に正反射光スポットＲＢが照射されたとする。この場合、受光面１９ａの横方向のセンター位置Ｌｍｘを基準とする受光位置の横方向の座標Ｐｘは、電極ＥＸ１、ＥＸ２から出力される光電流の電流値をそれぞれＩｘ１、Ｉｘ２、横方向における電極ＥＸ１、ＥＸ２間の距離をＬｘとすると、以下の式によって算出される。
【００７８】
【数１】
2019049589.tif 000003
【００７９】
こうして、位置検出器１９の端子１９ｂ、１９ｃから出力された光電流の電流値Ｉｘ１、Ｉｘ２をもとに、式（１）の演算を行うことにより、受光面１９ａ上における正反射光スポットＲＢの位置を示す位置検出信号（座標Ｐｘ）を算出できる。また、光電流の電流値Ｉｘ１、Ｉｘ２を互いに加算することにより、正反射光の受光光量を取得できる。
【００８０】
図９Ａは、波長変換部材１８の入射面１８ａにおけるビームスポットＢＳ１〜ＢＳ３の移動を模式的に示す図である。図９Ｂは、図９ＡのようにビームスポットＢＳ１〜ＢＳ３が移動した場合の位置検出器１９の受光面１９ａ上における正反射光スポットＲＢ１〜ＲＢ３の移動を模式的に示す図である。図９Ａにおいて、Ｗｍは、入射面１８ａのＸ軸方向のセンター位置である。
【００８１】
なお、ここでは、波長変換部材１８の入射面１８ａを走査する３つのビームスポットが、Ｘ軸正側から順番に、ビームスポットＢＳ１、ＢＳ２、ＢＳ３と称されている。ビームスポットＢＳ１、ＢＳ２、ＢＳ３は、それぞれ、図４Ａ、図４Ｂに示したビームスポットＢＳｂ、ＢＳａ、ＢＳｃに対応する。また、正反射光スポットＲＢ１、ＲＢ２、ＲＢ３は、それぞれ、ビームスポットＢＳ１、ＢＳ２、ＢＳ３のレーザ光が波長変換部材１８の入射面１８ａで正反射した正反射光のビームスポットである。
【００８２】
波長変換部材１８の入射面１８ａ上をビームスポットＢＳ１〜ＢＳ３が図９Ａに示すように移動すると、これに伴い、正反射光スポットＲＢ１〜ＲＢ３は、位置検出器１９の受光面１９ａ上を図９Ｂのように移動する。ここで、正反射光スポットＲＢ１〜ＲＢ３の横方向の移動位置は、入射面１８ａ上におけるビームスポットＢＳ１〜ＢＳ３のＸ軸方向の各移動位置に１対１で対応する。また、ビームスポットＢＳ１〜ＢＳ３が幅Ｗ１の範囲をＸ軸方向に移動すると、正反射光スポットＲＢ１〜ＲＢ３は、位置検出器１９の受光面１９ａを幅Ｌｗの範囲で横方向に移動する。
【００８３】
各正反射光の受光位置および受光光量の検出においては、後述のように、検出対象の正反射光スポットに対応するレーザ光源のみが点灯され、その他のレーザ光源は消灯される。たとえば、図９Ｂの左側の正反射光スポットＲＢ３から順番に、各正反射スポットのレーザ光源が点灯される。そして、各レーザ光源の点灯時に位置検出器１９から出力される電流値Ｉｘ１、Ｉｘ２に基づいて、上記式（１）の演算が行われ、各正反射光スポットの受光位置が検出される。さらに、電流値Ｉｘ１、Ｉｘ２が互いに加算されて、各正反射光スポットの受光光量が検出される。各正反射光スポットの受光位置および受光光量の検出方法については、追って、図１１Ａ〜図１１Ｃを参照して説明する。
【００８４】
＜回路構成＞
図１０は、実施の形態に係る光源装置２の主たる回路構成を示す回路ブロック図である。
【００８５】
図１０に示すように、光源装置２は、回路部の構成として、コントローラ３０１と、レーザ駆動回路３０２ａ〜３０２ｃと、ミラー駆動回路３０３と、位置検出回路３０４と、インタフェース３０５と、を備えている。
【００８６】
コントローラ３０１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等の演算処理回路と、メモリとを備え、所定の制御プログラムに従って各部を制御する。レーザ駆動回路３０２ａ〜３０２ｃは、それぞれ、コントローラ３０１からの制御信号に従って、レーザ光源１１ａ〜１１ｃを駆動する。ミラー駆動回路３０３は、コントローラ３０１からの制御信号に従って、光偏向器１６のミラー１６ａを駆動する。位置検出回路３０４は、位置検出器１９から出力された電流値Ｉｘ１、Ｉｘ２に基づいて上記式（１）の演算により位置検出信号を算出し、また、電流値Ｉｘ１、Ｉｘ２を互いに加算して光量信号を算出する。位置検出回路３０４は、算出した位置検出信号および光量信号をコントローラ３０１に出力する。インタフェース３０５は、たとえば、車両側の制御回路等、外部制御回路との間でコントローラ３０１が信号の送受信を行うための入出力回路である。
【００８７】
コントローラ３０１は、投射光学系３から目標領域に照射される光が目標領域において所定の配光パターンとなるように、レーザ光源１１ａ〜１１ｃおよび光偏向器１６を制御する。すなわち、コントローラ３０１は、３つのビームスポットＢＳ１〜ＢＳ３の走査範囲が図９Ａに示した幅Ｗ１となるように光偏向器１６を制御しながら、目標領域における配光パターンが所定の配光パターンとなるように、３つのビームスポットＢＳ１〜ＢＳ３に対応するレーザ光源１１ａ〜１１ｃに対し、点灯／消灯の制御を行う。
【００８８】
本実施の形態では、図９Ａに示したように、３つのビームスポットＢＳ１〜ＢＳ３が走査方向に並びかつ互いに離間するように配置される。ここで、ビームスポットＢＳ１〜ＢＳ３の光量や、ビームスポットＢＳ１〜ＢＳ３の位置および間隔は、経時変化や、光源装置２に伝わる振動または衝撃等によって変動し得る。このため、コントローラ３０１は、上記の制御を適切に行うために、ビームスポットの光量低下やビームスポットの位置および間隔の変動を、ビームスポットごとに随時検出しておく必要がある。換言すると、コントローラ３０１は、各正反射光スポットの受光光量、受光位置および正反射光間の間隔を随時検出して制御を行う必要がある。
【００８９】
以下、正反射光スポットＲＢ１〜ＲＢ３の受光位置および受光光量の検出方法と、その検出結果を用いた各レーザ光源の制御方法について説明する。
【００９０】
図１１Ａ、図１１Ｂは、それぞれ、各正反射光スポットの受光位置および受光光量を取得するための制御を示すフローチャートである。
【００９１】
図１１Ａに示すように、コントローラ３０１は、光源装置２が起動されると（Ｓ１１）、正反射光スポットＲＢ１〜ＲＢ３の受光位置および受光光量を検出するためのチェック走査を行う（Ｓ１２）。そして、コントローラ３０１は、このチェック走査の際に位置検出回路３０４から入力された位置検出信号および光量信号に基づいて、正反射光スポットＲＢ１〜ＲＢ３の受光位置および受光光量をそれぞれ取得する（Ｓ１３）。
【００９２】
また、図１１Ｂに示すように、コントローラ３０１は、光源装置２が起動された後の動作中において、所定のチェックタイミングが到来すると（Ｓ２１）、正反射光スポットＲＢ１〜ＲＢ３の受光位置および受光光量を検出するためのチェック走査を行う（Ｓ２２）。そして、コントローラ３０１は、このチェック走査の際に位置検出回路３０４から入力された位置検出信号および光量信号に基づいて、正反射光スポットＲＢ１〜ＲＢ３の受光位置および受光光量をそれぞれ取得する（Ｓ２３）。ここで、ステップＳ２１のチェックタイミングは、たとえば、光源装置２の起動から一定周期（たとえば数秒）に設定される。
【００９３】
図１１Ｃは、チェック走査時（図１１Ａ、図１１ＢのＳ１２、Ｓ２２）における位置検出器１９の受光面１９ａ上の正反射光スポットＲＢ１〜ＲＢ３の走査状態を模式的に示す図である。図１１Ｃにおいて、黒で塗り潰されたスポットは、正反射光スポットが点灯状態にあることを示し、破線かつ白抜きのスポットは、正反射光スポットが消灯状態にあることを示している。
【００９４】
図１１Ｃに示すように、チェック走査時において、３つの正反射光スポットＲＢ１〜ＲＢ３は、１つずつ順番に点灯状態に設定される。すなわち、チェック走査時において、コントローラ３０１は、正反射光スポットＲＢ１〜ＲＢ３が一定速度で受光面１９ａを移動するように、光偏向器１６を制御する。そして、コントローラ３０１は、正反射光スポットＲＢ１〜ＲＢ３が所定の周期で順番に点灯されるように、レーザ光源１１ａ〜１１ｃを制御する。
【００９５】
たとえば、コントローラ３０１は、まず、図１１Ｃの上段に示すように、正反射光スポットＲＢ３に対応するレーザ光源１１ｃのみをパルス状に駆動して、正反射光スポットＲＢ３のみを点灯させる。次に、コントローラ３０１は、図１１Ｃの中段に示すように、レーザ光源１１ｃの駆動から所定の時間間隔で、正反射光スポットＲＢ２に対応するレーザ光源１１ａのみをパルス状に駆動して、正反射光スポットＲＢ２のみを点灯させる。さらに、コントローラ３０１は、図１１Ｃの下段に示すように、レーザ光源１１ａの駆動から所定の時間間隔で、正反射光スポットＲＢ１に対応するレーザ光源１１ａのみをパルス状に駆動して、正反射光スポットＲＢ１のみを点灯させる。
【００９６】
なお、チェック走査の際、各レーザ光源は、同一レベルかつ同一時間幅のパルス信号によって駆動される。したがって、各レーザ光源の出力特性が互いに同じであれば、各正反射光スポットの照射時における光量信号の値は、互いに同一となる。
【００９７】
こうしてチェック走査を実行している間に、コントローラ３０１は、図１１Ａ、図１１ＢのステップＳ１３、Ｓ２３において、各正反射光スポットの点灯時に位置検出回路３０４から正反射光スポットの位置検出信号および光量信号を取得し、正反射光スポットごとに、位置検出器１９の受光面１９ａ上の受光位置および受光光量を取得する。さらに、コントローラ３０１は、正反射光スポットＲＢ１〜ＲＢ３について取得した受光位置と、光偏向器１６による走査速度および正反射光スポットＲＢ１〜ＲＢ３を点灯させる時間間隔とに基づいて、正反射光スポットＲＢ１〜ＲＢ３間の間隔を算出する。
【００９８】
発光の実動作時において、コントローラ３０１は、上記の処理により取得した各正反射光スポットの受光位置および反射光スポット間の間隔を用いて、波長変換部材１８からの配光パターンが所定のパターンとなるように、レーザ光源１１ａ〜１１ｃを制御する。このとき、同時に、コントローラ３０１は、各正反射光スポットの受光光量に基づいて、所定レベルの出力でレーザ光が出射されるように、レーザ光源１１ａ〜１１ｃを制御する。コントローラ３０１は、チェック走査のタイミングが到来するごとに、各正反射光スポットの受光光量、受光位置および間隔を更新して、レーザ光源１１ａ〜１１ｃに対する制御を実行する。
【００９９】
図１２Ｂは、レーザ光源１１ａ〜１１ｃの出力制御の一例を示すタイミングチャートである。図１２Ｂの最上段には、光偏向器１６のミラー１６ａを駆動するための駆動信号の波形が示され、図１２Ｂの上から２〜４段目には、正反射光スポットＲＢ１〜ＲＢ３にそれぞれ対応するレーザ光源を駆動するための制御信号の波形が示されている。すなわち、図１２Ｂの上から２段目の波形はレーザ光源１１ｂの駆動信号の波形であり、図１２Ｂの上から３段目の波形はレーザ光源１１ａの駆動信号の波形であり、図１２Ｂの最下段の波形はレーザ光源１１ｃの駆動信号の波形である。
【０１００】
また、図１２Ａには、図１２Ｂの出力制御において用いられる各パラメータが示されている。ここでは、右方向の走査が「走査１」に設定され、左方向の走査が「走査２」に設定されている。破線の矢印は、正反射光スポットの走査方向と走査範囲を示している。走査速度は一定である。正反射光スポットＲＢ１、ＲＢ２の間隔Ｘ１および正反射光スポットＲＢ２、ＲＢ３の間隔Ｘ２は、図１１Ａ〜図１１Ｃに示した処理により逐次更新される。また、図１１Ａ〜図１１Ｃに示した処理により、所定レベル且つ所定時間幅のパルス信号で各レーザ光源が駆動されたときの正反射光スポットＲＢ１〜ＲＢ３の受光光量が検出され、逐次更新される。
【０１０１】
図１２Ｂの制御では、図１２Ａに示すように、走査範囲の両端に発光を停止させる非発光区間Ｘｏｆｆが設定されている。換言すると、この制御では、図９Ａに示した幅Ｗ１の両端に、非発光区間Ｘｏｆｆに対応する非発光区間が設定されている。また、この制御では、図９Ａに示した幅Ｗ１の中央において発光光量が高まるように、各レーザ光源の出力が制御される。
【０１０２】
このような制御を行う場合、コントローラ３０１は、ミラー１６ａの駆動信号に同期して、各レーザ光源に対し、図１２Ｂの２段目以下に示す出力制御信号を付与する。コントローラ３０１は、各出力制御信号の波形の間隔を、図１２Ａに示したパラメータに基づいて、図１２Ｂに付記した算出式により算出して設定する。また、コントローラ３０１は、図１１Ａ〜図１１Ｃに示した処理により取得した各正反射光スポットの受光光量に基づいて、各レーザ光源の出力が所定の同一レベルとなるように、各出力制御信号の波形の最大値を設定する。これにより、水平方向の幅がやや制限され且つ中央の光量が高められた配光パターンで、目標領域に光が投射される。
【０１０３】
図１３Ｂは、レーザ光源１１ａ〜１１ｃの出力制御の他の例を示すタイミングチャートである。図１２Ｂと同様、図１３Ｂの最上段には、光偏向器１６のミラー１６ａを駆動するための駆動信号の波形が示され、図１３Ｂの上から２〜４段目には、正反射光スポットＲＢ１〜ＲＢ３にそれぞれ対応するレーザ光源を駆動するための制御信号の波形が示されている。
【０１０４】
また、図１３Ａには、図１２Ａと同様、図１３Ｂの出力制御において用いられる各パラメータが示されている。ここでは、走査範囲の両端の他、走査範囲の途中の区間にも、発光を停止させる消灯区間ＸＡＤＢが設定されている。換言すると、この制御では、図９Ａに示した幅Ｗ１の一部に、消灯区間ＸＡＤＢに対応する非発光区間が設定されている。
【０１０５】
光源装置２が車両の前照灯として用いられる場合、たとえば、車両側の制御回路からの制御指令によって、図９Ａに示した幅Ｗ１中の所定の区間においてレーザ光源１１ａ〜１１ｃを消灯させる制御が行われ得る。たとえば、車両側において、前照灯の範囲内に前走車や対向車、人等が検出された場合、前走車や対向車、人の位置を消灯する制御が車両側から光源装置２に指示される。この指示は、図１０のインタフェース３０５を介してコントローラ３０１に入力される。この場合、コントローラ３０１は、車両側からの指示に応じて、幅Ｗ１中の所定の区間においてレーザ光源１１ａ〜１１ｃを消灯させる制御を、レーザ駆動回路３０２ａ〜３０２ｃに対し行う。
【０１０６】
図１３Ａに示した消灯区間ＸＡＤＢは、この制御によりレーザ光源１１ａ〜１１ｃを消灯させる区間に相当する。図１３Ｂには、消灯区間ＡＤＢに対応する区間が、斜線のハッチングで示されている。なお、図１３Ｂの制御では、目標領域に均一な強度で光が投射される制御が行われる。このため、各レーザ光源に対する出力制御信号は、矩形状の波形となっている。
【０１０７】
このような制御を行う場合、コントローラ３０１は、ミラー１６ａの駆動信号に同期して、各レーザ光源に対し、図１３Ｂの２段目以下に示す出力制御信号を付与する。コントローラ３０１は、各出力制御信号の波形の間隔を、図１３Ａに示したパラメータに基づいて、図１３Ｂに付記した算出式により算出して設定する。各出力制御信号の波形の間隔は、図１２Ｂに示した各出力制御信号の波形の間隔と同じである。
【０１０８】
また、コントローラ３０１は、各出力制御信号の波形の一部を、消灯区間ＸＡＤＢに応じてゼロレベルに設定する。コントローラ３０１は、波形の一部をゼロレベルに設定するタイミングおよび期間を、図１３Ａに示したパラメータに基づいて、図１３Ｂに付記した算出式により算出して設定する。さらに、コントローラ３０１は、図１１Ａ〜図１１Ｃに示した処理により取得した各正反射光スポットの光量に基づいて、各出力制御信号の矩形波形のレベルを設定する。これにより、水平方向の幅がやや制限され且つ一部の区間において発光が停止された配光パターンで、目標領域に光が投射される。
【０１０９】
＜実施形態の効果＞
以上、本実施形態によれば、以下の効果が奏される。
【０１１０】
波長変換部材１８の入射面１８ａ上において、各ビームスポットＢＳ１〜ＢＳ３が走査方向に並び且つ互いに離間するため、レーザ光源１１ａ〜１１ｃの何れか１つに故障等の不具合が生じたとしても、波長変換部材１８からの配光にムラが生じることがない。また、波長変換部材１８の入射面１８ａで正反射した複数のレーザ光の正反射光が、入射面１８ａ上の全ての走査範囲に対して位置検出器１９で受光されるため、位置検出器１９からの検出信号により、各レーザ光源の出力を円滑に制御することができる。
【０１１１】
図１１Ｃを参照して説明したとおり、コントローラ３０１は、レーザ光源１１ａ〜１１ｃをそれぞれ単独で駆動させて、位置検出器１９から各正反射光（正反射光スポットＲＢ１〜ＲＢ３）の受光位置および受光光量に応じた検出信号を取得する。これにより、走査方向に互いに分離した正反射光（正反射光スポットＲＢ１〜ＲＢ３）の受光位置および受光光量を、正確に検出することができる。
【０１１２】
この場合、コントローラ３０１は、図１１Ａに示したように、光源装置２の起動時に、レーザ光源１１ａ〜１１ｃをそれぞれ単独で駆動させて位置検出器１９から検出信号を取得する制御を実行する。このように、光源装置２の起動時に検出信号を取得する処理を実行することにより、光源装置２による発光の実動作を中断することなく、各正反射光（正反射光スポットＲＢ１〜ＲＢ３）の受光位置および受光光量を検出できる。
【０１１３】
また、コントローラ３０１は、図１１Ｂに示したように、光源装置２の起動後所定の周期ごとに、レーザ光源１１ａ〜１１ｃをそれぞれ単独で駆動させて位置検出器１９から検出信号を取得する制御を実行する。こうすると、発光の実動作中に、逐次、各正反射光（正反射光スポットＲＢ１〜ＲＢ３）の受光位置および受光光量を取得できる。これにより、発光の実動作中に、各正反射光（正反射光スポットＲＢ１〜ＲＢ３）の受光位置および受光光量に変動が生じた場合も、各レーザ光源を精度良く制御できる。
【０１１４】
なお、光源装置２の起動後における検出信号（受光位置、受光光量）の取得は、必ずしも一定周期で行われなくてもよく、また、検出信号の取得の回数も複数でなくてもよい。光源装置２の起動後における検出信号の取得は、各正反射光（正反射光スポットＲＢ１〜ＲＢ３）の受光位置および受光光量に変動が生じた可能性が想定され得る所定のタイミングにおいて実行されればよい。たとえば、図１１Ｂの制御に代えて、あるいは、この制御とともに、光源装置２に大きな振動や衝撃が付与されたことが検出されたタイミングで検出信号（受光位置、受光光量）の取得制御が実行されてもよい。
【０１１５】
図１２Ａ、図１２Ｂおよび図１３Ａ、図１３Ｂに示したように、コントローラ３０１は、位置検出器１９からの検出信号に基づいて、波長変換部材１８から所定の配光パターンで光が生じるように、レーザ光源１１ａ〜１１ｃを制御する。このように、検出信号に基づいてレーザ光源１１ａ〜１１ｃを個別に制御することにより、波長変換部材１８からの配光パターンの分解能を高めることができ、より精緻な配光パターンを実現できる。
【０１１６】
たとえば、コントローラ３０１は、図１３Ａ、図１３Ｂに示したように、波長変換部材１８に対する走査範囲の一部の範囲（消灯区間ＸＡＤＢ）において発光を停止させる制御を行う。この場合、コントローラ３０１は、レーザ光源１１ａ〜１１ｃの消灯がそれぞれ発光を停止させる一部の範囲（消灯区間ＸＡＤＢ）に整合するように、各レーザ光源の消灯タイミングと消灯期間を制御する。これにより、消灯区間ＸＡＤＢの境界をクリアにでき、一部の範囲の消灯を良好に行い得る。
【０１１７】
この場合、コントローラ３０１は、図１３Ａ、図１３Ｂに示したように、位置検出器１９からの検出信号に基づいて、位置検出器１９の受光面１９ａ上における正反射光の間隔Ｘ１、Ｘ２を取得し、取得した間隔Ｘ１、Ｘ２に基づいて、レーザ光源１１ａ〜１１ｃの消灯タイミングを設定するのが好ましい。こうすると、レーザ光源１１ａ〜１１ｃの消灯タイミングを円滑かつ正確に設定できる。
【０１１８】
なお、図１Ａ〜図６Ｂに示した構成により、光学系のコンパクト化を実現しながら、波長変換部材１８の入射面１８ａにおいて、ビームスポットＢＳ１〜ＢＳ３を走査方向に分離して並べることができる。
【０１１９】
＜変更例＞
図１４Ａ、図１４Ｂは、それぞれ、変更例に係る投光装置１の構成を示す側面図および平面図である。
【０１２０】
変更例では、光源装置２に配置されるレーザ光源の数が４つに増やされている。すなわち、上記実施の形態に比べて、新たにレーザ光源１１ｄが追加されている。レーザ光源１１ｄは、レーザ光源１１ａ〜１１ｃと同種である。レーザ光源１１ｄから出射されたレーザ光は、コリメータレンズ１２ｄによって平行光に変換される。
【０１２１】
レーザ光源１１ａとレーザ光源１１ｄは、対向するように配置されている。レーザ光源１１ａ、１１ｄは、レーザ光源１１ｂ、１１ｃと同様、ファスト軸がＺ軸に平行となるように配置されている。
【０１２２】
レーザ光源１１ａの出射方向に反射プリズム１３ｃが配置され、レーザ光源１１ｄの出射方向に反射プリズム１３ｄが配置されている。レーザ光源１１ａの光軸と、レーザ光源１１ｄの光軸は、それぞれ、シリンドリカルレンズ１４に向かうように、反射プリズム１３ｃ、１３ｄによって、Ｘ−Ｚ平面に平行な方向に曲げられる。反射プリズム１３ｃ、１３ｄは、Ｘ軸方向に隙間なく配置されている。上記実施の形態に比べて、反射プリズム１３ａ、１３ｂ間の隙間が広げられている。レーザ光源１１ａ、１１ｄからそれぞれ出射されたレーザ光は、反射プリズム１３ｃ、１３ｄによって光軸が曲げられた後、反射プリズム１３ａ、１３ｂ間の隙間を通って、シリンドリカルレンズ１４に入射する。
【０１２３】
シリンドリカルレンズ１４の入射位置において、レーザ光源１１ａ〜１１ｄの光軸は、シリンドリカルレンズ１４の母線に垂直な１つの平面、すなわちＸ−Ｚ平面に平行な１つの平面に含まれる。このように、レーザ光源１１ａ〜１１ｄのＹ軸方向の位置が調整されている。
【０１２４】
光学系のその他の構成は、上記実施の形態と同様である。変更例においても、上記実施の形態と同様、シリンドリカルレンズ１４の焦点距離の位置に、波長変換部材１８の入射面１８ａが位置づけられている。変更例では、４つのレーザ光のビームスポットが、波長変換部材１８の入射面上において走査方向に並び、且つ、互いに離間するように形成される。
【０１２５】
たとえば、図１５Ａに示すように、レーザ光源１１ａ〜１１ｄからそれぞれ出射されたレーザ光１３０ａ〜１３０ｄを、互いに非平行な状態で、シリンドリカルレンズ１４に入射させることにより、これら４つのレーザ光１３０ａ〜１３０ｄのビームスポットＢＳａ〜ＢＳｄを、波長変換部材１８の入射面１８ａ上において、走査方向に並び、且つ、互いに離間させることができる。この場合、シリンドリカルレンズ１４として、収差のない単一焦点のシリンドリカルレンズが用いられる。また、シリンドリカルレンズ１４よりも前段側の光学系を図５Ａ、図５Ｂと同様の方法で調整することにより、レーザ光１３０ａ〜１３０ｄを、互いに非平行な状態で、シリンドリカルレンズ１４に入射させることができる。
【０１２６】
なお、図４Ｂの場合と同様、予め収差を持つシリンドリカルレンズ１４を用いて、ビームスポットＢＳａ〜ＢＳｄを、波長変換部材１８の入射面１８ａ上において、走査方向に並び、且つ、互いに離間させてもよい。また、図６Ａ、図６Ｂの場合と同様、シリンドリカルレンズ１４から波長変換部材１８までの間の光路においてレーザ光１３０ａ〜１３０ｄを互いに交差させて、レーザ光１３０ａ〜１３０ｃの各ビームスポットＢＳａ〜ＢＳｄを、波長変換部材１８の入射面１８ａ上において互いに離間させてもよい。
【０１２７】
本変更例では、波長変換部材１８の入射面１８ａにおけるレーザ光１３０ａ〜１３０ｄの正反射光が、位置検出器１９の受光面１９ａに入射し、レーザ光１３０ａ〜１３０ｄに対応する４つの正反射光スポットが形成される。位置検出器１９は、波長変換部材１８の入射面１８ａ上の全ての走査範囲に対してレーザ光１３０ａ〜１３０ｄを受光して、受光位置および受光光量に応じた検出信号を出力可能に構成される。
【０１２８】
本変更例では、図１０の回路ブロックに、レーザ光源１１ｄを駆動するためのレーザ駆動回路が追加される。コントローラ３０１は、図１１Ａ、図１１ＢのステップＳ１２、Ｓ２２において、図１５Ｂに示すように、レーザ光源１１ａ〜１１ｄをそれぞれ単独で駆動させて、位置検出器１９から検出信号を取得し、各正反射光の受光位置、受光光量と、正反射光の間隔を取得する。図１５Ｂにおいて、ＲＢ１〜ＲＢ４は、それぞれ、レーザ光源１１ｂ、１１ａ、１１ｄ、１１ｃから出射されたレーザ光による正反射光スポットである。
【０１２９】
ステップＳ１２、Ｓ２２では、最も左側の正反射光スポットＲＢ４から順番に正反射光スポットが照射されるように、レーザ光源１１ｂ、１１ａ、１１ｄ、１１ｃが個別に駆動される。コントローラ３０１は、取得した各正反射光の受光位置、受光光量および正反射光の間隔に基づいて、レーザ光源１１ａ〜１１ｄに対する制御、たとえば、図１２Ａ、図１２Ｂおよび図１３Ａ、図１３Ｂと同様の制御を行う。
【０１３０】
本変更例においても、上記実施の形態と同様の効果が奏され得る。加えて、本変更例によれば、レーザ光源１１ｄが追加されるため、光源装置２の発光光量を高めることができる。
【０１３１】
＜その他の変更例＞
投光装置１および光源装置２の構成は、上記実施形態および変更例に示した構成以外に、種々の変更が可能である。
【０１３２】
たとえば、上記実施の形態および変更例では、各レーザ光源から出射されたレーザ光のビームスポットが、波長変換部材１８の入射面１８ａにおいて走査方向に離間したが、入射面１８ａ上において、走査方向に並び且つ互いに離間するように複数のビームスポットが形成されれば、幾つかのビームスポットが入射面１８ａ上において重なっていてもよい。
【０１３３】
たとえば、上記実施の形態の構成において、ビームスポットＢＳａ、ＢＳｂが重ねられて、波長変換部材１８の入射面１８ａ上に２つのビームスポットが走査方向に並び且つ互いに離間するように形成されてもよい。また、上記変更例の構成において、ビームスポットＢＳａ、ＢＳｂが重ねられて、波長変換部材１８の入射面１８ａ上に３つのビームスポットが走査方向に並び且つ互いに離間するように形成されてもよい。あるいは、上記変更例の構成において、ビームスポットＢＳａ、ＢＳｂが重ねられ、さらに、ビームスポットＢＳｃ、ＢＳｄが重ねられて、波長変換部材１８の入射面１８ａ上に２つのビームスポットが走査方向に並び且つ互いに離間するように形成されてもよい。
【０１３４】
これらの場合、互いに重ねられるレーザ光を、互いに平行となるように、シリンドリカルレンズ１４に入射させればよい。シリンドリカルレンズ１４は、収差のない単焦点のシリンドリカルレンズが用いられる。シリンドリカルレンズ１４よりも前段の光学系を図５Ａ、図５Ｂと同様の方法で調整することにより、互いに重ねられるレーザ光を、互いに平行となるように、シリンドリカルレンズ１４に入射させ、その他のレーザ光を互いに非平行な状態でシリンドリカルレンズ１４に入射させることができる。
【０１３５】
このようにビームスポットが重ねられる場合も、上記実施の形態と同様、各レーザ光源に対応する正反射光の受光位置および受光光量を個別に検出して、各レーザ光源を個別に制御するようにすればよい。こうすると、経時変化や衝撃等によって、互いに重ねられたビームスポットに走査方向の位置ずれが生じて一部または全部が互いに重ならなくなったとしても、各レーザ光源を個別に制御することにより、所定の配光パターンを良好に実現することができる。
【０１３６】
なお、重ねられるビームスポットは２つ程度に制限されることが好ましい。これにより、光密度が過度に高まることを抑制でき、光飽和や発熱による温度消光効果により波長変換部材１８における発光効率が低下することを抑制できる。
【０１３７】
また、上記実施の形態では、正反射光スポットＲＢ１〜ＲＢ３を受光面１９ａ上で走査させつつ、レーザ光源１１ａ〜１１ｃを個別に点灯させて、正反射光スポットＲＢ１〜ＲＢ３の受光位置および受光光量を検出したが、正反射光スポットＲＢ１〜ＲＢ３の受光位置および受光光量を検出する際に、必ずしも、各正反射光スポットが走査されていなくてもよい。たとえば、光偏向器１６のミラー１６ａを中立位置に固定した状態で、レーザ光源１１ａ〜１１ｃを個別に点灯させて、正反射光スポットＲＢ１〜ＲＢ３の受光位置および受光光量を検出するようにしてもよい。
【０１３８】
また、図１３Ａ、図１３Ｂには、走査範囲の一部を消灯する場合の制御を示したが、走査範囲の一部のみを点灯させる制御であってもよい。
【０１３９】
また、上記実施の形態では、正反射光スポットＲＢ１〜ＲＢ３の受光位置および受光光量に基づいてレーザ光源を制御する例を示したが、さらに、正反射光スポットＲＢ１〜ＲＢ３の受光位置に基づいて光偏向器１６のミラー１６ａを制御するようにしてもよい。たとえば、正反射光スポットＲＢ１〜ＲＢ３の何れか１つの受光位置に基づいて、正反射光の移動範囲（ミラー１６ａの振り角）を検出し、正反射光の移動範囲（ミラー１６ａの振り角）が適切となるように、光偏向器１６を制御するようにしてもよい。
【０１４０】
また、上記実施の形態および変更例では、レーザ光のファスト軸がシリンドリカルレンズ１４の収束方向に平行となるように、各レーザ光源が配置されたが、レーザ光源の配置方法は、必ずしもこれに限定されるものではない。たとえば、レーザ光のスロー軸が、シリンドリカルレンズ１４の収束方向に平行となるように、各レーザ光源が配置されてもよい。ただし、波長変換部材１８の入射面１８ａにおいてレーザ光を走査方向により小さく絞るためには、上記実施の形態および変更例のように、レーザ光のファスト軸がシリンドリカルレンズ１４の収束方向に平行となるように、各レーザ光源を配置することが好ましい。
【０１４１】
また、光源装置２に配置されるレーザ光源の数は、上記実施の形態および変更例に示した数に限られるものではなく、２つまたは５つ以上であってもよい。光学系の構成は、必ずしも、図１Ａ、図１Ｂおよび図１４Ａ、図１４Ｂに示した構成でなくてもよく、波長変換部材１８の入射面１８ａ上において、走査方向に並び且つ互いに離間するように複数のビームスポットを形成可能な限りにおいて、種々の変更が可能である。
【０１４２】
また、集光光学系は、必ずしも、シリンドリカルレンズ１４とシリンドリカルミラー１７に分けられなくともよく、１つのレンズによって走査方向と走査方向に垂直な方向にレーザ光を収束させてもよい。集光光学系を構成するレンズは、フレネルレンズや、回折レンズであってもよい。また、光偏向器１６は、ミラー１６ａを互いに垂直な２軸周りに回動させる構成であってもよい。
【０１４３】
また、波長変換部材１８の蛍光体層２０３に含まれる蛍光体粒子２０３ａの種類は、必ずしも１種類でなくてもよく、たとえば、レーザ光源１１ａ〜１１ｄからのレーザ光によって互いに異なる波長の蛍光を生じる複数種類の蛍光体粒子２０３ａが蛍光体層２０３に含まれてもよい。この場合、各種類の蛍光体粒子２０３ａから生じた蛍光の拡散光と、これら蛍光体粒子２０３ａによって波長変換されなかったレーザ光の拡散光とによって、所定の色の光が生成される。波長変換部材１８は、反射型に限らず、透過型であってもよい。
【０１４４】
また、レーザ光の走査方向は、必ずしも水平方向でなくてもよく、必要とされる照射条件によっては鉛直方向がレーザ光の走査方向であってもよい。
【０１４５】
この他、本開示の実施の形態は、請求の範囲に示された技術的思想の範囲内において、適宜、種々の変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１４６】
本開示に係る光源装置および投光装置によれば、配光にムラが生じることを抑制しつつ、各レーザ光源の出力を円滑に制御することができる。そのため、本開示に係る光源装置および投光装置は、たとえば、車両用前照灯の光源装置として利用することができ、産業上有用である。
【符号の説明】
【０１４７】
１  投光装置
２  光源装置
３  投射光学系
１１ａ〜１１ｄ  レーザ光源
１３ａ〜１３ｄ、２３  反射プリズム
１４  シリンドリカルレンズ（光学系）
１６  光偏向器
１６ａ  ミラー
１７  シリンドリカルミラー（光学系）
１８  波長変換部材
１８ａ  入射面
１９  位置検出器
３０１  コントローラ
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１１Ｃ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【国際調査報告】
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