(57)【要約】【課題】半導体レーザー光源を用いた車両用灯具における励起光の漏れに対するフェイルセーフを可能にする。【解決手段】車両用灯具１０は、励起光を発する半導体レーザー素子３６と、出射口と、出射口を埋めるよう出射口に固定され、励起光を受けるとき少なくとも励起光と異なる第１波長の光を発する第１波長変換部材２０と、を備え、白色光を出射口から第１角度範囲に出射するレーザー光源２２と、半導体レーザー素子３６から出射口を通じてレーザー光源の外へと直進する直進光路４３と一致しまたは角度をなす光軸Ｏを有し、白色光の少なくとも一部が出射口から直接入射するよう配置された投影レンズ３４と、第１角度範囲より狭くかつ直進光路４３を含む第２角度範囲に出射口から出射される光を遮光または反射するよう配設された遮光部２４と、を備える。【選択図】図１
2018106825.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
励起光を発する半導体レーザー素子と、出射口と、前記出射口を埋めるよう前記出射口に固定され、前記励起光を受けるとき少なくとも前記励起光と異なる第１波長の光を発する第１波長変換部材と、を備え、白色光を前記出射口から第１角度範囲に出射するレーザー光源と、
前記半導体レーザー素子から前記出射口を通じて前記レーザー光源の外へと直進する直進光路と一致しまたは角度をなすレンズ光軸を有し、前記白色光の少なくとも一部が前記出射口から直接入射するよう配置された投影レンズと、
前記第１角度範囲より狭くかつ前記直進光路を含む第２角度範囲に前記出射口から出射される光を遮光または反射するよう配設された遮光部と、を備えることを特徴とする車両用灯具。
【請求項２】
前記レンズ光軸は、前記直進光路と一致し、
前記遮光部は、前記レンズ光軸上で前記投影レンズと前記出射口との間に配置され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】
前記レーザー光源の外に配置され、前記励起光を検出するセンサをさらに備え、
前記遮光部は、入射する光を、前記センサに向けて、または前記センサが設置された区画に向けて反射する反射面を備え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】
前記レーザー光源の外に配置され、前記励起光を受けるとき少なくとも前記第１波長の光を発する第２波長変換部材をさらに備え、
前記遮光部は、入射する光を前記第２波長変換部材に向けるよう反射する反射面を備えることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の車両用灯具。
【請求項５】
前記遮光部は、入射する光を前記第１波長変換部材に集光する反射面を備えることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の車両用灯具。
【請求項６】
前記遮光部は、前記励起光を遮光するマスク部材、または、前記励起光を遮光可能な偏光部材を備えることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の車両用灯具。
【請求項７】
前記遮光部に代えて、前記第１角度範囲より狭くかつ前記直進光路を含む第２角度範囲に前記出射口から出射される光を減光する減光部を備え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８】
前記レンズ光軸は、前記直進光路と角度をなし、前記投影レンズは、前記白色光の一部が前記出射口から直接入射するように前記第２角度範囲から外れて配置され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９】
励起光を発する半導体レーザー素子と、出射口と、前記出射口を埋めるよう前記出射口に固定され、前記励起光を受けるとき少なくとも前記励起光と異なる第１波長の光を発する第１波長変換部材と、を備え、白色光を前記出射口から出射するレーザー光源と、
前記レーザー光源の外に配置され、前記励起光を受けるとき少なくとも前記第１波長の光を発する第２波長変換部材と、
前記半導体レーザー素子から前記出射口を通じて前記レーザー光源の外へと直進する直進光路に沿って進む光を反射して前記第２波長変換部材に向けるよう配設された反射面と、を備えることを特徴とする車両用灯具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用灯具に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体レーザー光源からレーザー光を投影レンズに直接入射させるように構成した車両用前照灯用の光源ユニットが考案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−３８０１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
半導体レーザー光源を用いた車両用灯具は一般に、光源の発する励起光を白色光に変換して出射するよう設計されている。遠方を明るく照らすために、高出力のレーザー光源が使用される。車両用灯具が正常に動作しているときだけでなく、たとえ灯具に不具合または故障が起こったとしても、高出力の励起光が車両用灯具の外に放出されることは、望まれない。
【０００５】
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、半導体レーザー光源を用いた車両用灯具における励起光の漏れに対するフェイルセーフを可能にすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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、励起光を発する半導体レーザー素子と、出射口と、出射口を埋めるよう出射口に固定され、励起光を受けるとき少なくとも励起光と異なる第１波長の光を発する第１波長変換部材と、を備え、白色光を出射口から第１角度範囲に出射するレーザー光源と、半導体レーザー素子から出射口を通じてレーザー光源の外へと直進する直進光路と一致しまたは角度をなすレンズ光軸を有し、白色光の少なくとも一部が出射口から直接入射するよう配置された投影レンズと、第１角度範囲より狭くかつ直進光路を含む第２角度範囲に出射口から出射される光を遮光または反射するよう配設された遮光部と、を備える。
【０００７】
この態様によると、レーザー光源の出射口から投影レンズに光が直接入射するいわゆる直射型の車両用灯具が提供される。第１波長変換部材の万一の破損または脱落に伴ってレーザー光源から漏れ出る励起光は典型的に、半導体レーザー素子から出射口を通じてレーザー光源の外へと直進する直進光路をとると考えられる。この漏れ励起光も白色光も同じ光源を起源とし、かつ白色光に比べて励起光は高い指向性をもつはずだからである。遮光部が直進光路およびその近傍を進む光を遮光または反射するよう配置されているから、遮光部は、漏れ励起光の少なくとも一部、大半または全てを遮光または反射することが可能である。それにより、漏れ励起光の投影レンズへの直接入射、ひいては励起光の灯具外への放出、例えば灯具前方への照射は、緩和され、最小限に抑制され、または好ましくは完全に防止される。よって、万一の励起光の漏れに対するフェイルセーフが実現される。
【０００８】
レンズ光軸は、直進光路と一致し、遮光部は、レンズ光軸上で投影レンズと出射口との間に配置されていてもよい。
【０００９】
車両用灯具は、レーザー光源の外に配置され、励起光を検出するセンサをさらに備えてもよい。遮光部は、入射する光を、センサに向けて、またはセンサが設置された区画に向けて反射する反射面を備えてもよい。
【００１０】
車両用灯具は、レーザー光源の外に配置され、励起光を受けるとき少なくとも第１波長の光を発する第２波長変換部材をさらに備えてもよい。遮光部は、入射する光を第２波長変換部材に向けるよう反射する反射面を備えてもよい。
【００１１】
遮光部は、入射する光を第１波長変換部材に集光する反射面を備えてもよい。
【００１２】
遮光部は、励起光を遮光するマスク部材、または、励起光を遮光可能な偏光部材を備えてもよい。
【００１３】
車両用灯具は、遮光部に代えて、第１角度範囲より狭くかつ直進光路を含む第２角度範囲に出射口から出射される光を減光する減光部を備えてもよい。
【００１４】
レンズ光軸は、直進光路と角度をなし、投影レンズは、白色光の一部が出射口から直接入射するように第２角度範囲から外れて配置されていてもよい。
【００１５】
本発明の別の態様もまた、車両用灯具である。この車両用灯具は、励起光を発する半導体レーザー素子と、出射口と、出射口を埋めるよう出射口に固定され、励起光を受けるとき少なくとも励起光と異なる第１波長の光を発する第１波長変換部材と、を備え、白色光を出射口から出射するレーザー光源と、レーザー光源の外に配置され、励起光を受けるとき少なくとも第１波長の光を発する第２波長変換部材と、半導体レーザー素子から出射口を通じてレーザー光源の外へと直進する直進光路に沿って進む光を反射して第２波長変換部材に向けるよう配設された反射面と、を備える。
【００１６】
この態様によると、漏れ励起光は、反射面で反射され第２波長変換部材に向けられる。第２波長変換部材は第１波長変換部材と同じ又は類似の波長変換作用を励起光に施し、励起光を白色光またはそれに近似する可視光などのより安全な光に変換することができる。このようにして、励起光の灯具外への放出、例えば灯具前方への照射は、緩和され、最小限に抑制され、または好ましくは完全に防止される。よって、励起光の漏れに対するフェイルセーフが実現される。また、第２波長変換部材によって変換された励起光は照明に再利用可能であり、フェイルセーフと光束の有効利用の両立を可能にする車両用灯具が提供される。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、半導体レーザー光源を用いた車両用灯具における励起光の漏れに対するフェイルセーフが可能となる。
【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の概略構造を模式的に示す鉛直断面図である。
【図２】実施の形態に係るレーザー光源の内部構造を概略的に示す図である。
【図３】実施の形態に係るレーザー光源の内部構造を概略的に示す図である。
【図４】第１の実施の形態に係る車両用灯具の内部における光路を説明するための概略図である。
【図５】第１の実施の形態に係る車両用灯具の内部における光路を説明するための概略図である。
【図６】ある実施の形態に係る車両用灯具の概略構造を模式的に示す鉛直断面図である。
【図７】ある実施の形態に係る車両用灯具の概略構造を模式的に示す鉛直断面図である。
【図８】第２の実施の形態に係る車両用灯具の概略構造を模式的に示す鉛直断面図である。
【図９】第３の実施の形態に係る車両用灯具の概略構造を模式的に示す鉛直断面図である。
【図１０】第３の実施の形態に係る車両用灯具の概略構造を模式的に示す鉛直断面図である。
【図１１】第４の実施の形態に係る車両用灯具の概略構造を模式的に示す鉛直断面図である。
【図１２】第５の実施の形態に係る車両用灯具の概略構造を模式的に示す鉛直断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、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、各図に示す各部の縮尺や形状は、説明を容易にするために便宜的に設定されており、特に言及がない限り限定的に解釈されるものではない。
【００２０】
（第１の実施の形態）
図１は、第１の実施の形態に係る車両用灯具１０の概略構造を模式的に示す鉛直断面図である。本実施の形態において説明する車両用灯具１０は、車両前方の左右に配置される一対の前照灯ユニットを有する車両用前照灯装置である。一対の前照灯ユニットは実質的に同一の構成であるため、図１には車両用灯具１０として左右いずれか一方側に配置される前照灯ユニットの構造を示す。
【００２１】
車両用灯具１０は、前方に開口された凹部を有するランプボディ１２と、ランプボディ１２の開口を閉塞する透光性の前面カバー１４とを備えている。ランプボディ１２と前面カバー１４とによって灯具筐体１６が構成されている。灯具筐体１６の内部空間は、灯室１８として形成されている。
【００２２】
灯室１８内には、第１波長変換部材２０を備えるレーザー光源２２、遮光部２４、支持部材２６、光軸調整機構２８、センサ３０、ホルダ３２、および投影レンズ３４が配置されている。
【００２３】
レーザー光源２２は、励起光を白色光に変換して出射するよう構成されている。レーザー光源２２は、例えば、いわゆるＣＡＮパッケージ型のレーザーダイオード（ＬＤ）モジュールであり、レーザーダイオードなどの励起光を発する半導体レーザー素子３６を備える。第１波長変換部材２０は、レーザー光源２２の出射口に設けられている。詳細は図２および図３を参照して後述する。
【００２４】
レーザー光源２２は、基板３８を介して支持部材２６に設置されている。すなわち、支持部材２６上に基板３８が取り付けられ、その上にレーザー光源２２が配置されている。基板３８は、レーザー光源２２から支持部材２６への伝熱、支持部材２６に対するレーザー光源２２の位置決め、及び／または、レーザー光源２２への給電といった役割を有してもよい。
【００２５】
遮光部２４は、レーザー光源２２からの光、例えば励起光を遮光するマスク部材である。遮光部２４は、投影レンズ３４の光軸Ｏ上で投影レンズ３４とレーザー光源２２の出射口（すなわち第１波長変換部材２０）との間に配置されている。遮光部２４は、投影レンズ３４の光入射面中心部を覆うようにホルダ３２に取り付けられている。遮光部２４は、ホルダ３２によってレーザー光源２２および投影レンズ３４に対して適切な位置に保持されている。
【００２６】
遮光部２４は、第１波長変換部材２０に対向する反射面２５を有する。半導体レーザー素子３６から出射口を通じてレーザー光源２２の外へと直進する直進光路４３と投影レンズ３４の光軸Ｏが一致するように投影レンズ３４が配置されている。そのため、反射面２５は、直進光路４３を進む光を反射する。反射面２５は、反射した光をセンサ３０に向けるよう形成されている。より具体的には、反射面２５は、直進光路４３に沿って進む光を反射してセンサ３０に集光するよう形成されている。そのために、反射面２５は、放物面またはその他の曲面状に形成されている。なお、反射面２５は、センサ３０に向けるように、反射した光を平行化しまたは拡散するよう形成されていてもよい。反射面２５は（ハーフミラーではなく）完全な反射面であり、例えばアルミニウムなど金属材料の蒸着によって形成されている。
【００２７】
支持部材２６は、レーザー光源２２を支持するとともに、レーザー光源２２を光軸調整機構２８に連結する。支持部材２６は、金属製であり、レーザー光源２２を収容する収容凹部を区画するようレーザー光源２２を囲む筒状の区画壁部４８と、レーザー光源２２および基板３８が固定された支持板５０と、を備える。区画壁部４８は支持板５０から前方に突出している。レーザー光源２２および基板３８は、収容凹部の略中央部、すなわち支持板５０の略中央部に取り付けられている。支持部材２６は、レーザー光源２２が発する熱を放出するためのヒートシンクとも呼ばれる放熱部（図示せず）を備えてもよい。
【００２８】
光軸調整機構２８は、レベリングアクチュエータ５２と、ピボット５４とを備える。レベリングアクチュエータ５２は、スクリューを介して支持板５０の下部に取り付けられ、ピボット５４は、支持板５０の上部に取り付けられている。こうして支持部材２６は、光軸調整機構２８を介してランプボディ１２に支持されている。光軸調整機構２８は、レベリングアクチュエータ５２の駆動により、支持部材２６をランプボディ１２に対し傾動させることができる。それに伴ってレーザー光源２２および投影レンズ３４が傾動され、照明光の光軸を調整することができる。光軸調整機構２８の具体的構成はこれに限られず、適切な公知の構成を適宜採用することができる。
【００２９】
ホルダ３２は、レンズ支持板４０およびホルダ脚部４２を備え、投影レンズ３４を支持部材２６に連結する。ホルダ３２、すなわちレンズ支持板４０およびホルダ脚部４２は、透明樹脂またはその他の透光性をもつ材料で形成されている。ホルダ３２は、投影レンズ３４と同一材料で投影レンズ３４と一体に形成されていてもよい。
【００３０】
レンズ支持板４０は、投影レンズ３４の光軸Ｏの方向から見て投影レンズ３４の入射面と同一形状を有し、投影レンズ３４の入射面と重なり合うように投影レンズ３４に固定されている。投影レンズ３４と反対側でレンズ支持板４０の中心部に遮光部２４が固定されている。したがって、レーザー光源２２から投影レンズ３４に向かう光は、遮光部２４の周囲からレンズ支持板４０を通じて投影レンズ３４に入射することができる。
【００３１】
ホルダ脚部４２は、レンズ支持板４０の外周部すなわち投影レンズ３４の外周部を支持部材２６の区画壁部４８に接続するように、レンズ支持板４０の外周部から区画壁部４８まで筒状に延びている。よってホルダ脚部４２は遮光部２４を囲む。ホルダ脚部４２はレーザー光源２２からの出射光の光路の外側に配置されている。例えば、レンズ支持板４０は円板であり、ホルダ脚部４２は円筒である。
【００３２】
投影レンズ３４は、レーザー光源２２から入射する白色光を受け入れ、灯具前方に向ける。投影レンズ３４の出射面を出た白色光は、投影レンズ３４を出た光は前面カバー１４へと向かい、前面カバー１４を透過して、車両用灯具１０の外に出射される。こうして投影レンズ３４の作用により灯具前方に所望の配光パターンが形成される。投影レンズ３４は、透明樹脂またはその他の透光性をもつ材料で形成されている。
【００３３】
なお、投影レンズ３４の光軸Ｏを直進光路４３に一致させるように投影レンズ３４を配置することに代えて、必要に応じて、投影レンズ３４は、投影レンズ３４の光軸Ｏが直進光路４３と平行でありまたは角度をなすように配置されてもよい。
【００３４】
センサ３０は、レーザー光源２２の外に配置され、励起光を検出するよう構成されている。センサ３０は、フォトダイオードのような受光素子を備え、少なくとも励起光と同じ波長の光を検出するよう構成されている。白色光を励起光と誤って検出することを避けるために、センサ３０は、白色光と励起光を識別することができるよう構成され、または、白色光を検出しないよう構成されている。
【００３５】
センサ３０は、センサ支持部材４４に支持されている。センサ支持部材４４は、ホルダ３２の外側たとえばホルダ脚部４２の下方に配置されている。センサ支持部材４４は、励起光が透過しない不透明材料で形成されている。
【００３６】
センサ３０が設置された区画（以下、センサ室４６ともいう）が、ホルダ３２の下方に形成されている。センサ室４６は、ホルダ３２のホルダ脚部４２とセンサ支持部材４４との間に区画されている。遮光部２４の反射面２５は、入射する光をセンサ３０またはセンサ室４６に向けて反射するよう形成されている。
【００３７】
図２および図３は、実施の形態に係るレーザー光源２２の内部構造を概略的に示す図である。上述の第１波長変換部材２０および半導体レーザー素子３６に加えて、レーザー光源２２は、集光レンズ５８と、出射口６０を有する光源筐体６２と、を備える。直進光路４３は、レーザー光源２２の光軸に相当し、レーザー光源２２の出射光の最も強い方向である。
【００３８】
半導体レーザー素子３６は、光源筐体６２の底部に配置され、光源筐体６２に収容されている。半導体レーザー素子３６は、集光レンズ５８を挟んで出射口６０と対向する。集光レンズ５８は、半導体レーザー素子３６から発せられた光を第１波長変換部材２０へと集光する。第１波長変換部材２０は、出射口６０を埋めるよう出射口６０に固定されている。第１波長変換部材２０は、出射口６０を塞ぐように層状に形成され、出射口６０から容易に外れないようにしっかりと出射口６０に固着されている。このようにして、レーザー光源パッケージが構成されている。
【００３９】
第１波長変換部材２０は、半導体レーザー素子３６から発せられた励起光を受けるとき励起光と異なる波長の光を発するよう構成されている。第１波長変換部材２０は、励起光の波長より長い少なくとも１つの波長をもつ光を発する。第１波長変換部材２０は、励起光を受けて蛍光を発する蛍光体を含む。レーザー光源２２は、出射口６０から所定色の照明光を発する。照明光は、直進光路４３すなわち光軸を中心として第１角度範囲θ１にわたり出射口６０から出射する。第１波長変換部材２０によって光が拡散されランバーシアンに出射されるので、第１角度範囲θ１は比較的広い。
【００４０】
例えば、半導体レーザー素子３６は、励起光として青色レーザー光を発する。第１波長変換部材２０は、青色レーザー光を黄色光に波長変換する蛍光体を含む。入射する青色レーザー光の一部が第１波長変換部材２０で黄色光に波長変換され出射する。残りの青色レーザー光は、第１波長変換部材２０を透過する。黄色光と青色レーザー光の混合により白色光が得られる。
【００４１】
あるいは、半導体レーザー素子３６は、励起光として紫外レーザー光を発してもよい。第１波長変換部材２０は、紫外レーザー光を青色光に波長変換する第１蛍光体と紫外レーザー光を黄色光に波長変換する第２蛍光体とを含んでもよい。入射する紫外レーザー光が青色光および黄色光に波長変換され、それらの混合により白色光が得られる。
【００４２】
レーザー光源２２における半導体レーザー素子３６と第１波長変換部材２０との組み合わせは、上記のものには限られず、所望の照明色をもつ光を得るためのそのほか種々の公知の構成を適宜採用することができる。
【００４３】
図３には、第１波長変換部材２０が出射口６０に無い状態を示す。上述のように第１波長変換部材２０は出射口６０からたやすく外れないように設計されている。しかしながら、車両の振動等によって受ける衝撃や経年劣化等によって、出射口６０から脱落したり、本来の搭載位置からずれたり、全部又は一部が溶けたり、一部が欠けたりして、全部又は一部が本来あるべき位置から消失する可能性を完全に否定することはできない。
【００４４】
このような場合、半導体レーザー素子３６を出た励起光は、第１波長変換部材２０と作用することなく、直進光路４３に沿って出射口６０から出射する。励起光は、直進光路４３すなわち光軸を中心として第２角度範囲θ２にわたる。第２角度範囲θ２は、第１角度範囲θ１より狭い。万一、第１波長変換部材２０が損傷しまたは脱落した場合には、指向性の高い励起光が遮光部２４に向かうことになる。
【００４５】
図４および図５は、第１の実施の形態に係る車両用灯具１０の内部における光路を説明するための概略図である。図４には、車両用灯具１０が正常に動作している状態を示す。図５には、図３に示すような、第１波長変換部材２０が出射口６０に無い状態を示す。
【００４６】
まず図４を参照する。上述のように、レーザー光源２２の内部で半導体レーザー素子３６を出射した励起光Ｅは第１波長変換部材２０によって白色光Ｗに変換される。レーザー光源２２は、白色光Ｗを第１波長変換部材２０から第１角度範囲θ１に出射する。白色光Ｗのうち大部分、具体的には白色光Ｗのうち外側部分が、投影レンズ３４に直接入射する。第１波長変換部材２０と投影レンズ３４との間には他の光学素子は存在しない。投影レンズ３４に入射した白色光Ｗは、前面カバー１４へと向かう。この白色光Ｗは、前面カバー１４を透過して車両用灯具１０の外へと出射する。
【００４７】
一方、白色光Ｗのうち中心部分は遮光部２４に向かう。遮光部２４はレーザー光源２２から第２角度範囲θ２に出射する光を受けるよう形成され、上述のように投影レンズ３４の光入射面中心部に配置されている。遮光部２４に入射する白色光Ｗは、反射面２５で反射される。反射された白色光Ｗは、ホルダ脚部４２を透過して、センサ室４６に入射する。この白色光Ｗは、センサ３０に集光され、照明光としては利用されない。このように白色光Ｗのうち中心部分は灯具外に出射しないので、遮光部２４によって遮光されているとも言える。
【００４８】
図５を参照する。第１波長変換部材２０が無い場合には、励起光Ｅがレーザー光源２２から出射口６０を直進して遮光部２４に向かうことになる。励起光Ｅは第２角度範囲θ２にあるので、反射面２５によって反射される。反射された励起光Ｅは、ホルダ脚部４２を透過して、センサ室４６に入射する。反射面２５は反射光をセンサ３０に集光するよう形成されている。センサ３０に入射した励起光Ｅは、センサ３０によって検出される。励起光Ｅは遮光部２４によって遮光され灯具外に出射しない。
【００４９】
以上説明したように、第１の実施の形態に係る車両用灯具１０は、第１角度範囲θ１より狭くかつ直進光路４３を含む第２角度範囲θ２に出射口６０から出射される光を遮光または反射するよう配設された遮光部２４を備える。レーザー光源２２から漏れ出た励起光Ｅが照射される投影レンズ３４の部位に遮光部２４が設けられている。このようにして、漏れた励起光Ｅを遮光部２４で反射し、灯具内に封じ込め、励起光Ｅの灯具前方への照射を防止することができる。よって、励起光Ｅの漏れに対するフェイルセーフが実現される。
【００５０】
また、投影レンズ３４の光軸Ｏは、直進光路４３と一致する。遮光部２４は、光軸Ｏ上で投影レンズ３４と出射口６０との間に配置されている。こうした遮光部２４の配置により、直射型の車両用灯具１０において、出射口６０から漏れた励起光Ｅが遮光部２４に入射することが確実となる。
【００５１】
励起光Ｅを検出するセンサ３０が設けられているので、レーザー光源２２からの励起光Ｅの漏れを検出することができる。センサ３０によって励起光Ｅが検出された場合には、レーザー光源２２を停止することができる。
【００５２】
なお、センサ３０は、センサ室４６において、反射面２５による集光点から外れた場所に配置されていてもよい。この場合、センサ支持部材４４の内面及び／またはその他のセンサ室４６の内面は、入射する励起光Ｅを乱反射するよう構成されていてもよい。これら内面は、たとえば、白色に塗られていてもよいし、無光沢の表面とされていてもよい。このようにすれば、センサ３０が反射面２５による集光点に確実に位置決めされていなかったとしても、乱反射した励起光Ｅがセンサ３０に入射しうる。よって、センサ３０は励起光Ｅを検出することができる。
【００５３】
また、図６に示されるように、車両用灯具１０は、遮光部２４に代えて、減光部５６を備えてもよい。減光部５６は、反射面２５を有するが、この反射面２５は、半透過反射領域いわゆるハーフミラーとして形成されている。反射面２５の他の特徴については上述の通りである。そのため、減光部５６の反射面２５に入射する光の一部（例えば半分）が灯具前方に向けられ、反射面２５に入射する光の残部（例えば残りの半分）は、センサ３０に向けられる。このようにして、減光部５６は、上述の第１角度範囲より狭くかつ直進光路４３を含む第２角度範囲に出射口から出射される光を減光するよう構成されている。
【００５４】
この場合にも、上述と同様に漏れた励起光をセンサ３０で検出することができる。また、減光部５６は、灯具前方に向かう励起光の強度を十分に低下させることが可能である。一方、正常時には、反射面２５に入射する白色光の一部を灯具前方に向け、照明光として利用することができる。したがって、フェイルセーフと光束の有効利用を両立することができる。
【００５５】
また、図７に示されるように、遮光部２４は、入射する光を第１波長変換部材２０に集光する凹反射面６４を備えてもよい。この場合、凹反射面６４に入射する白色光は、第１波長変換部材２０に一旦戻されて再び拡散される。拡散された白色光の一部は投影レンズ３４を通じて灯具前方に出射する。一方、第１波長変換部材２０が万一失われた場合には、凹反射面６４に入射する白色光は、レーザー光源２２の出射口を通じてレーザー光源２２の内部へと戻されることになる。したがって、フェイルセーフと光束の有効利用を両立することができる。
【００５６】
（第２の実施の形態）
図８は、第２の実施の形態に係る車両用灯具１０の概略構造を模式的に示す鉛直断面図である。第２の実施の形態に係る車両用灯具１０は、遮光部２４の具体的構成について第１の実施の形態と異なる。また、第２の実施の形態に係る車両用灯具１０は、センサ３０を備えない。以下では冗長を避けるため第１の実施の形態と同様の構成についての説明は適宜省略する。
【００５７】
車両用灯具１０は、遮光部として、励起光を遮光可能な偏光部材６６を備える。偏光部材６６は、例えば偏光フィルタであり、励起光を遮光することができる。偏光部材６６は、第１の実施の形態に係る遮光部２４と同様に、レーザー光源２２の出射口から第２角度範囲に出射する励起光を遮光するように、投影レンズ３４の光入射面中心部に配置されている。
【００５８】
励起光は生のレーザー光であるため、偏光状態が揃っている。そのため、この特定の偏光状態の光を通さない偏光部材６６を光路に配置することによって、励起光の灯具外への出射を防止することができる。その一方で、白色光は蛍光体での拡散により、偏光状態が揃っていない。よって、白色光は偏光部材６６によって遮光されず、照明光として利用することができる。
【００５９】
したがって、第２の実施の形態に係る車両用灯具１０によれば、フェイルセーフと光束の有効利用を両立することができる。
【００６０】
偏光部材６６は、レーザー光源２２から漏れ出る励起光がとりうる光路を横切るようにして灯具内の任意の場所に配置されてもよい。例えば、偏光部材６６は、直進光路４３を横切るようにレーザー光源２２の出射口のすぐ下流側に配置されてもよい。
【００６１】
偏光部材６６に代えて、励起光および白色光の両方を透過しない平板状のマスク部材が設けられてもよい。あるいは、偏光部材６６に代えて、減光部が設けられてもよい。
【００６２】
（第３の実施の形態）
図９および図１０は、第３の実施の形態に係る車両用灯具１０の概略構造を模式的に示す鉛直断面図である。図９には、第３の実施の形態に係る車両用灯具１０が正常に動作している状態を示す。図１０には、図３に示すような、第１波長変換部材２０が出射口６０に無い状態を示す。
【００６３】
第３の実施の形態に係る車両用灯具１０は、レーザー光源２２と投影レンズ３４の角度的な位置関係が第１の実施の形態と異なる。その余の点については概ね同様であるので、冗長を避けるため同様の構成についての説明は適宜省略する。
【００６４】
図９に示されるように、レーザー光源２２が斜めに配置されている。支持部材２６は、区画壁部４８に囲まれた収容凹部に傾斜設置面６８を有する。この傾斜設置面６８に基板３８を介してレーザー光源２２が設置されている。レーザー光源２２の出射口すなわち第１波長変換部材２０は、斜め上方に向けられている。レーザー光源２２は、第１波長変換部材２０から第１角度範囲θ１に出射する白色光Ｗの大部分または全てが投影レンズ３４またはホルダ３２（すなわちレンズ支持板４０およびホルダ脚部４２）に照射されるように配置されている。
【００６５】
投影レンズ３４は、投影レンズ３４の光軸Ｏが直進光路４３と角度をなすように配置されている。投影レンズ３４は、白色光Ｗの一部がレーザー光源２２の出射口から直接入射するように第２角度範囲θ２から外れて配置されている。
【００６６】
センサ３０およびセンサ支持部材４４は、ホルダ３２の外側たとえばホルダ脚部４２の上方に配置されている。センサ支持部材４４は、励起光Ｅが透過しない不透明材料で形成されている。すなわち、センサ支持部材４４は、第２角度範囲θ２にレーザー光源２２の出射口から出射される光を遮光する遮光部として、設けられている。センサ室４６は、ホルダ脚部４２とセンサ支持部材４４との間に区画され、ホルダ３２の上方に形成されている。
【００６７】
上述のように、レーザー光源２２の内部で半導体レーザー素子３６を出射した励起光Ｅは第１波長変換部材２０によって白色光Ｗに変換される。レーザー光源２２は、白色光Ｗを第１波長変換部材２０から第１角度範囲θ１に出射する。白色光Ｗのうち一部、具体的には白色光Ｗのうち下側部分が、投影レンズ３４に直接入射する。光束利用率の向上のために、図９に破線で示すように、白色光Ｗのうち投影レンズ３４に直接入射しない部分、具体的には白色光Ｗのうち上側部分を投影レンズ３４に向けるリフレクタ７０が設けられていてもよい。投影レンズ３４に入射した白色光Ｗは、前面カバー１４へと向かう。この白色光Ｗは、前面カバー１４を透過して車両用灯具１０の外へと出射する。
【００６８】
一方、白色光Ｗのうち中心部分、すなわちレーザー光源２２から第２角度範囲θ２に出射する光は、ホルダ脚部４２を透過して、センサ室４６に入射する。この白色光Ｗは、センサ支持部材４４によって遮光され、照明光として利用されない。
【００６９】
図１０を参照する。第１波長変換部材２０が無い場合には、励起光Ｅがレーザー光源２２から出射口６０を直進し、ホルダ脚部４２を透過して、センサ室４６に入射する。励起光Ｅの一部がセンサ３０に入射するようにセンサ３０は配置されている。よって、励起光Ｅがセンサ３０によって検出される。励起光Ｅはセンサ支持部材４４によって遮光され灯具外に出射しない。
【００７０】
第３の実施の形態に係る車両用灯具１０によれば、レーザー光源２２から漏れ出た励起光Ｅが投影レンズ３４に直接入射しないようにレーザー光源２２が投影レンズ３４に対し傾けて配置されている。また、漏れ出た励起光Ｅを検出するセンサ３０が設けられ、さらに、漏れ出た励起光Ｅを受ける遮光部としてセンサ支持部材４４が設けられている。このようにして、励起光Ｅの漏れに対するフェイルセーフが実現される。
【００７１】
なお、第３の実施の形態においても第１の実施の形態と同様に、センサ室４６がホルダ３２の下方に設けられていてもよい。この場合、支持部材２６は、レーザー光源２２がその出射口すなわち第１波長変換部材２０を斜め下方に向けるように形成された傾斜設置面６８を備えてもよい。
【００７２】
（第４の実施の形態）
図１１は、第４の実施の形態に係る車両用灯具１０の概略構造を模式的に示す鉛直断面図である。第４の実施の形態に係る車両用灯具１０は、センサ３０の代わりに第２波長変換部材７２を備える点で、第１の実施の形態と異なる。その余の点については概ね同様であるので、冗長を避けるため同様の構成についての説明は適宜省略する。
【００７３】
レーザー光源２２は、励起光Ｅを発する半導体レーザー素子３６と、出射口と、出射口を埋めるよう出射口に固定され、励起光Ｅを受けるとき少なくとも励起光Ｅと異なる第１波長の光を発する第１波長変換部材２０と、を備える。レーザー光源２２は、白色光Ｗを出射口から第１角度範囲θ１に出射する。第２波長変換部材７２は、レーザー光源２２の外に配置され、励起光Ｅを受けるとき少なくとも第１波長の光を発する。反射面２５は、半導体レーザー素子３６から出射口を通じてレーザー光源２２の外へと直進する直進光路４３に沿って進む光を反射して第２波長変換部材７２に向けるよう配設されている。反射面２５は、レーザー光源２２の出射口から、第１角度範囲θ１より狭くかつ直進光路４３を含む第２角度範囲θ２に出射される光を反射して第２波長変換部材７２に向ける。反射面２５は、遮光部２４に設けられている。
【００７４】
反射面２５は、直進光路４３に沿って進む光を反射して第２波長変換部材７２に集光するよう形成されている。集光することにより、より多くの励起光Ｅを第２波長変換部材７２に入射させ、励起光Ｅをより安全な白色光Ｗまたは黄色光に変換することができる。これにより、励起光Ｅの灯具外への漏れをより確実に妨げることができる。
【００７５】
第２波長変換部材７２は、蛍光体層を封止した透明部材として構成され、ホルダ３２（例えばホルダ脚部４２）の一部を形成する。こうして、第２波長変換部材７２は、レーザー光源２２から投影レンズ３４に直接入射する白色光Ｗの光路の外側に配置されている。よって、第２波長変換部材７２は、投影レンズ３４に入射する白色光Ｗを妨げない。
【００７６】
第２波長変換部材７２は、第１波長変換部材２０と同様に、半導体レーザー素子３６から発せられた励起光Ｅを受けるとき励起光Ｅと異なる波長の光を発するよう構成されている。第２波長変換部材７２は、第１波長変換部材２０と同じ波長変換作用を励起光Ｅに施すよう構成されている。例えば、第２波長変換部材７２は、第１波長変換部材２０と同一材料で形成されている。第１波長変換部材２０が青色レーザー光を黄色光に波長変換する蛍光体を含む場合、第２波長変換部材７２も青色レーザー光を黄色光に波長変換する蛍光体を含む。
【００７７】
反射面２５によって第２波長変換部材７２に向けられた光は第２波長変換部材７２を透過することができる。白色光Ｗは第２波長変換部材７２を透過しまたは第２波長変換部材７２で拡散される。励起光Ｅが第２波長変換部材７２に入射した場合には、第２波長変換部材７２で白色光Ｗまたは黄色光に変換される。
【００７８】
第２波長変換部材７２を透過した光は、リフレクタ７４に向かう。リフレクタ７４は、ホルダ３２の下方に配置されている。リフレクタ７４は、支持部材２６に取り付けられていてもよい。リフレクタ７４は、第２波長変換部材７２からの光を灯具前方に向ける光学部材として設けられている。リフレクタ７４によって反射された光は、投影レンズ３４から出射された白色光Ｗと同様に、有効な照明光として、灯具前方に出射される。よって、光束利用率が向上される。
【００７９】
第１波長変換部材２０が無い場合には、励起光Ｅがレーザー光源２２から出射口を直進して遮光部２４に向かう。励起光Ｅは第２角度範囲θ２にあるので、反射面２５によって反射される。反射面２５によって反射された励起光Ｅは、第２波長変換部材７２に収束される。第２波長変換部材７２は第１波長変換部材２０と同じ波長変換作用を励起光Ｅに施すことができるから、入射する励起光Ｅは第２波長変換部材７２によって白色光Ｗまたは黄色光に変換され、リフレクタ７４で反射され、前面カバー１４に向かう。このようにして、第１波長変換部材２０が無いにもかかわらず、白色光Ｗが前面カバー１４を透過して車両用灯具１０の外へと出射する。励起光Ｅの灯具前方への照射は防止される。
【００８０】
したがって、第４の実施の形態に係る車両用灯具１０によれば、フェイルセーフと光束の有効利用を両立することができる。
【００８１】
（第５の実施の形態）
図１２は、第５の実施の形態に係る車両用灯具１０の概略構造を模式的に示す鉛直断面図である。第２波長変換部材７２は、上述のような直射型の車両用灯具１０だけでなく、投影レンズ３４をもたない反射型の車両用灯具１０にも適用可能である。
【００８２】
レーザー光源２２は、直進光路４３を上方に向けるように基板３８を介して支持部材２６に設置されている。車両用灯具１０は、レーザー光源２２の出射口すなわち第１波長変換部材２０に対向してその上方に配置された第１リフレクタ７６を備える。第１リフレクタ７６は、支持部材２６に取り付けられ、レーザー光源２２に対して適切な位置に保持されている。
【００８３】
第１リフレクタ７６は、第１反射面７８および第２反射面８０を備える。レーザー光源２２は、白色光Ｗを第１波長変換部材２０から第１角度範囲θ１に出射する。第１反射面７８は、入射する白色光Ｗを灯具前方に反射するよう形成されている。ただし、第１反射面７８は、直進光路４３から外れて配置されている。言い換えれば、第１反射面７８は、レーザー光源２２の出射口の直上には存在せず、直進光路４３を囲むように形成されている。白色光Ｗのうち外側部分が第１反射面７８に向かう。第１反射面７８によって反射された白色光Ｗは前面カバー１４へと向かい、前面カバー１４を透過して、車両用灯具１０の外に出射される。
【００８４】
一方、第２反射面８０は、レーザー光源２２の出射口の直上に配置され、レーザー光源２２の出射光軸上に位置する。第２反射面８０は、直進光路４３に沿って進む光を反射して第２波長変換部材７２に集光するよう配設されている。第２反射面８０は、第２角度範囲θ２に出射する光を反射するよう形成されている。白色光Ｗのうち中心部分が第２反射面８０に向かう。
【００８５】
第２波長変換部材７２は、蛍光体層を封止した透明部材として構成されている。よって、第２反射面８０によって第２波長変換部材７２に向けられた光は第２波長変換部材７２を透過することができる。白色光Ｗは第２波長変換部材７２を透過しまたは第２波長変換部材７２で拡散される。励起光Ｅが第２波長変換部材７２に入射した場合には、第２波長変換部材７２で白色光Ｗまたは黄色光に変換される。第２波長変換部材７２は、支持部材２６の前端部に取り付けられている。
【００８６】
第２波長変換部材７２を透過した光は、第２リフレクタ８２に向かう。第２リフレクタ８２は、ホルダ３２の下方に配置されている。第２リフレクタ８２は、支持部材２６に取り付けられていてもよい。第２リフレクタ８２は、第２波長変換部材７２からの光を灯具前方に向ける光学部材として設けられている。第２リフレクタ８２によって反射された光は、第１反射面７８によって反射された白色光Ｗと同様に、有効な照明光として、灯具前方に出射される。よって、光束利用率が向上される。
【００８７】
第１波長変換部材２０が無い場合には、励起光Ｅがレーザー光源２２から出射口を直進して第１リフレクタ７６に向かう。励起光Ｅは第２角度範囲θ２にあるので、第２反射面８０によって反射される。第２反射面８０によって反射された励起光Ｅは、第２波長変換部材７２に収束される。第２波長変換部材７２は第１波長変換部材２０と同じ波長変換作用を励起光Ｅに施すことができるから、入射する励起光Ｅは第２波長変換部材７２によって白色光Ｗまたは黄色光に変換され、第２リフレクタ８２で反射され、前面カバー１４に向かう。このようにして、第１波長変換部材２０が無いにもかかわらず、白色光Ｗが前面カバー１４を透過して車両用灯具１０の外へと出射する。励起光Ｅの灯具前方への照射は防止される。
【００８８】
したがって、第５の実施の形態に係る車両用灯具１０においても、第４の実施の形態と同様に、フェイルセーフと光束の有効利用を両立することができる。
【００８９】
本発明は、上述した実施の形態及び変形例に限定されるものではなく、実施の形態及び変形例を組み合わせたり、当業者の知識に基づいて各種の設計変更などのさらなる変形を加えることも可能であり、そのような組み合わせられ、もしくはさらなる変形が加えられた実施の形態や変形例も本発明の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００９０】
１０  車両用灯具、  ２０  第１波長変換部材、  ２２  レーザー光源、  ２４  遮光部、  ２５  反射面、  ３０  センサ、  ３４  投影レンズ、  ３６  半導体レーザー素子、  ４３  直進光路、  ５６  減光部、  ６０  出射口、  ６６  偏光部材、  ７２  第２波長変換部材、  Ｅ  励起光、  Ｏ  光軸、  Ｗ  白色光。
【図１】
2018106825.tif 000003
【図２】
2018106825.tif 000004
【図３】
2018106825.tif 000005
【図４】
2018106825.tif 000006
【図５】
2018106825.tif 000007
【図６】
2018106825.tif 000008
【図７】
2018106825.tif 000009
【図８】
2018106825.tif 000010
【図９】
2018106825.tif 000011
【図１０】
2018106825.tif 000012
【図１１】
2018106825.tif 000013
【図１２】
2018106825.tif 000014