(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザー光を放出する半導体レーザー素子と、
前記レーザー光を集光する集光レンズと、
集光された前記レーザー光の少なくとも一部を波長変換して白色光を形成する蛍光体と、
前記白色光を反射するリフレクタと、を備える車両用灯具において、
蛍光体に接触する前のレーザー光の光路の延長路と前記リフレクタとの交差面の前記リフレクタ表面に、光通過部を形成し、該光通過部の上方に、光封じ込め部を形成し、
前記リフレクタは透明樹脂基体製であり、前記リフレクタの内面の一部に被覆形成された蒸着層により反射面が形成され、前記蒸着層により包囲された蒸着層が形成されていない面が前記光通過部として機能し、前記透明樹脂基体が前記光封じ込め部として機能することを特徴とする車両用灯具。
【請求項２】
透明樹脂基体内のレーザー光の光路に、フォトセンサを設置することを特徴とする請求項１記載の車両用灯具。
【請求項３】
透明樹脂基体の蒸着層形成面の反対面に、遮光層が被覆形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の車両用灯具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体レーザーを光源とする車両用灯具に関し、特に半導体レーザーと蛍光体を組み合わせて白色光を発生させるための車両用灯具に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の前照灯などの車両用灯具では、発光ダイオード（ＬＥＤ）に替えてレーザーダイオード（ＬＤ）を用いることが試みられている（特許文献１参照）。ＬＤ光源は、光変換効率が高くまた発光面積が小さいので、灯具の小型化のため有利となる。ＬＤ光源を用いる車両用灯具では、ＬＤ素子から波長変換素子である蛍光体へレーザー光、例えば青色レーザー光を照射し、蛍光体が励起されて発する光、例えば黄色光と、前記青色レーザー光を混色させて、白色光が出射される。
【０００３】
レーザー光は指向性の高い高エネルギー光であり、車両の前照灯等の光として使用する場合は、前述した通り、蛍光体と接触散乱させて、路面照射に適し、かつ適度のエネルギーを有する白色光に変換している。前記レーザー光と蛍光体とが十分に接触せず、高エネルギーのままリフレクタで反射されると、前方の歩行者、車両及び路面等に照射されることになる。このような事態を回避するために、前記蛍光体を取付体に強固に固定してその脱離や損傷を確実に防止している。
【０００４】
この高エネルギーのままのレーザー光の照射を回避するため、つまり、レーザー光と前記蛍光体との接触及び散乱が適切に行われていることを確認するために、通常は、光路の要所に、光検知器を設置して、エネルギー量（光の強度）や光の波長を測定して、異常の存否をチェックしている。そして万一異常が検知され、高エネルギーのレーザー光が蛍光体と十分に接触せずに放射されていると判断した場合には、何らかの原因で蛍光体が脱離又は損傷されたと推定し、レーザー素子の駆動を停止させるようにしている。
【０００５】
この他に、異常時に、レーザー光が接触するリフレクタに、該リフレクタを貫通する貫通孔又はエスケープホール（特許文献１の符号Ｈ２）を形成して、レーザー光をリフレクタの外側に逃がし、高エネルギーのレーザー光がリフレクタから前方に反射することを回避することが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１４−１８０８８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前述のリフレクタにエスケープホールを形成しておくと、万一前記蛍光体が離脱又は破損して高エネルギーのレーザー光がリフレクタに達しても、該レーザー光は、リフレクタで反射することなく、灯室内のリフレクタより外側の空間に導かれ、通常は前方に反射することはない。
【０００８】
しかし、車両の灯室内には多数の部品が配置されていて、その中の多くは光を反射する。そのため、エスケープホールからリフレクタの背面側に導かれたレーザー光が複数回の反射を繰り返して、結果的に高エネルギーのまま前方へ向かって照射される可能性がある。
【０００９】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、蛍光体が所定位置から脱離した場合や該蛍光体が損傷して正常な機能を果たせない場合でも、前記レーザー光がリフレクタで反射され、前方へ直接照射されることを可能な限り抑制できる車両用灯具を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記目的を達成するために、本発明（請求項１）に係る車両用灯具では、レーザー光を放出する半導体レーザー素子と、前記レーザー光を集光する集光レンズと、集光された前記レーザー光の少なくとも一部を波長変換して白色光を形成する蛍光体と、前記白色光を反射するリフレクタと、を備える車両用灯具において、蛍光体に接触する前のレーザー光の光路の延長路と前記リフレクタとの交差面の前記リフレクタ表面に、光通過部を形成し、該光通過部の上方に、光封じ込め部を形成する。
【００１１】
（作用）このような構成では、正常時、つまり蛍光体が所定位置に固定されて、レーザー光の少なくとも一部を波長変換するよう機能している間は、高エネルギーのレーザー光の強い指向性が弱まって低エネルギー化した白色光が生成し、この白色光が比較的広面積でリフレクタに接触して、ほぼ全部の白色光が前方に反射して路面等に照射される。残りの白色光は、前記リフレクタ表面の光通過部に達して、光封じ込め部内に導かれ、この通過光の殆どは、前記光封じ込め部内に閉じ込められ、前方に照射されることはない。
【００１２】
しかし前記蛍光体が所定位置から離脱したり、所定位置に存在しても前記蛍光体が機能劣化していると、リフレクタ表面に光通過部を形成していない構成では、高エネルギーのレーザー光がそのまま、あるいは十分に低エネルギー化されていないレーザー光が、リフレクタの非常に狭い範囲に集中してそのまま反射して、高エネルギーのレーザー光が路面や歩行者等に照射されることになる。またエスケープホールが形成されていても、一旦エスケープホールを通過したレーザー光が灯室内の部材に複数回反射することにより、間接的に灯室から前方に照射される可能性もある。
【００１３】
これに対し、本発明の構成では、万一前記蛍光体が離脱したり、機能劣化して、該蛍光体との接触により低エネルギー化されるべきレーザー光、例えば青色や紫色の短波長のレーザー光が、高エネルギーのままリフレクタの非常に狭い範囲に近接しても、レーザー光の光路の延長路に相当するリフレクタ表面に光通過部が形成されているため、前記レーザー光が直接リフレクタから反射して前方に照射されることがない。しかも該光通過部の上方に光封じ込め部が形成されていて、前記光通過部を通過したレーザー光の全部又はほぼ全部が、前記光通過部を通って前方に照射されることがなくなる。
【００１４】
前述した通り、正常時に、前記光封じ込め部内に導かれた白色光の全部又は殆どは、この光封じ込め部内に閉じ込められ、前方に照射されることはなく、白色光がロスされることになる。しかもレーザー光の特性として強い指向性があり、レーザー光が蛍光体と接触せずに到達するリフレクタの面積は非常に狭く、従って前記光通過部の面積も非常に狭くてすみ、ロスする白色光も僅少である。
【００１５】
請求項２では、光通過部がエスケープホールであり、光封じ込め部が、該エスケープホールの上方に形成された閉鎖空間であり、該閉鎖空間を形成する壁面のうち、少なくとも前記レーザー光の光路の延長路に、光散乱面を形成し、該光散乱面で形成される散乱光を検出する１又は２以上のフォトセンサ（光検出器）を設置する。
【００１６】
（作用）この構成では、異常時に、蛍光体と接触しないか不十分に接触したレーザー光が、エスケープホールに達し、該エスケープホールから閉鎖空間内に導かれる。そして、前記レーザー光は、該閉鎖空間内の光散乱面で乱反射して散乱光として拡散する。この散乱光は、レーザー光が有していた指向性がなくなるか又は弱くなって、低エネルギー化している。従って散乱光が前記閉鎖空間から漏出しても、高エネルギーの光が車両前方に照射されることはない。
【００１７】
蛍光体に異常が生じて、レーザー光が前記蛍光体の下流側に照射される場合は、光源をオフにすることが望ましい。異常時にはレーザー光が前記閉鎖空間に達するため、このレーザー光を、フォトセンサを使用して直接検出することも可能であり、この場合には、前記フォトセンサを前記レーザー光の光路に設置する必要がある。しかしレーザー光は指向性が強く、光路の断面積が小さいため、前記フォトセンサを、レーザー光の光路内に正確に設置できないこともある。しかも異常時には、蛍光体体の脱離や損傷と同時に、レーザー光の光源にも力が作用して変位し、レーザー光の光路が変わる可能性がある。
【００１８】
このような事態を回避するために、本態様では、前記閉鎖空間を構成する壁面の内面全体、あるいはレーザー光の光路に接触する前記内面及びその周囲を光散乱面としてある。この光散乱面に接触したレーザー光は、乱反射し、指向性がなくなるか弱くなった低エネルギーの散乱光として、前記閉鎖空間内の実質的に全方向に拡散する。この散乱光は閉鎖空間内だけでなく、前記エスケープホールを通して前記リフレクタの内方の灯室内の一部にも拡散する。この散乱光は、前記レーザー光や、正常時に生成する白色光とは異なった波長やエネルギーレベルを有する。従って、前記閉鎖空間や散乱光が達する灯室内に、白色光以外の波長やエネルギーレベルを検出できるフォトセンサを設置すると、正常時には作動せず、異常時に生成する前記レーザー光や前記散乱光を検出することができ、この検出に基づいて、直ちにレーザー光の光源をオフにすることができる。
【００１９】
前記フォトセンサは、レーザー光の光路や、散乱光が到達する閉鎖空間や灯室内に、単一個を設置しても良いが、異常時には蛍光体が脱離又は損傷するだけでなく、フォトセンサも脱離又は損傷することがあるため、複数個設置して、確実にレーザー光異常を検出できるようにすることが望ましい。
【００２０】
請求項３では、請求項１に記載の車両用灯具において、光通過部がエスケープホールであり、光封じ込め部が、該エスケープホールの上方に形成された閉鎖空間であり、該閉鎖空間内のレーザー光の光路に、漏光量減少用の遮光性金属を設置する。
【００２１】
（作用）本構成では、異常時に、蛍光体と接触しないか不十分に接触し、エスケープホールから閉鎖空間に達したレーザー光を遮光性金属に接触させて、前記レーザー光の少なくとも一部を遮光してレーザー光の量を減少させる。これにより、万一レーザー光が間接的に車両前方に照射されることがあっても、その漏洩量を大幅に削減できる。
【００２２】
この遮光性金属は、通常、レーザー光の光路を十分塞ぐことのできる板状とし、その材質は、鉄、ニッケル、アルミ、銅などの各種金属や、ステンレス等の金属合金とすることができ、遮光性を十分に上昇させるために、表面を黒色塗装しても良い。
【００２３】
請求項４では、請求項１に記載の車両用灯具において、リフレクタが透明樹脂基体製であり、前記リフレクタの内面の一部に被覆形成された蒸着層により反射面が形成され、前記蒸着層により包囲された蒸着層が形成されていない面が光通過部として機能し、前記透明樹脂基体が光封じ込め部として機能するよう構成する。
【００２４】
（作用）本構成では、透明樹脂の内面に蒸着層を被覆して反射面を形成する際に、異常時のレーザー光の光路（レーザー光の発散する範囲）となる部分より少し大きく蒸着層を被覆しない部分を形成してこれをマスキング部とする。このマスキング部は、異常時に波長変換されなかったレーザー光を通過させて前記透明樹脂内に導き、かつレーザー光を前記透明樹脂内を透過させる。これにより高エネルギーのレーザー光が透明樹脂表面の蒸着層で反射して車両前方へ照射されることを防止できる。
【００２５】
透明樹脂にレーザー光が照射されると、透明樹脂表面が変質して不透明になることもあるが、本構成における透明樹脂のマスキング部にレーザー光が照射されて不透明化して、レーザー光が全部又は部分的に遮断されても、レーザー光の前方反射の回避という目的には支障は生ずることはなく、むしろ効果がより確実に達成される。
【００２６】
本構成によるマスキング部形成によるレーザー光の前方反射の回避は、リフレクタへのエスケープホール形成よりも簡便である。使用可能な透明樹脂として、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂及びシリコーン樹脂などがある。
【００２７】
請求項５では、請求項４に記載の車両用灯具において、透明樹脂基体内のレーザー光の光路に、フォトセンサを設置する。
【００２８】
（作用）蛍光体が離脱又は損傷している車両用灯具は、仮に請求項１から４の手法で、レーザー光の低エネルギー化を達成できたとしても放置しておくことは望ましくない。本構成では、透明樹脂基体のレーザー光の光路に設置したフォトセンサでレーザー光の波長やエネルギーレベルを検知することにより、蛍光体の異常を認識する。そしてこの異常をアラーム等により運転者に知らせることにより、迅速に前記異常に対応することを可能にする。
【００２９】
本構成では、リフレクタの基体して透明樹脂基体を使用しているため、該透明樹脂基体に埋め込んだり、該透明樹脂基体の外面にネジ止めしたりして、フォトセンサを固定できる。これに対し、エスケープホールを形成したリフレクタを使用する従来技術では、リフレクタとは別に、フォトセンサ設置用の基体が必要になり、フォトセンサ設置の困難性が増大する。
【００３０】
請求項６では、請求項４又は５に記載の車両用灯具において、透明樹脂基体の蒸着層形成面の反対面に、遮光層を被覆形成する。
【００３１】
（作用）透明樹脂基体に遮光層が被覆形成されていないと、該透明樹脂基体内に入射したレーザー光が、透明樹脂基体の外面から該透明樹脂基体の外側に透過する可能性がある。この透過レーザー光は、灯具内の複数の部材で反射して最終的に車両前方に照射される虞れがある。
【００３２】
これに対し、本構成のように、黒色塗料塗布等で透明樹脂基体の外面に遮光層を形成しておくと、透明樹脂基体に入射したレーザー光が透明樹脂基体の外面から該透明樹脂基体の外側に透過せず、該透明樹脂基体内に捕捉され、高エネルギーのレーザー光が車両外に照射される可能性がなくなるか、非常に低くなる。
【００３３】
請求項７では、請求項１記載の車両用灯具において、前記蛍光体と前記光通過部間に、ピンホールを有するシェードを設置し、前記集光レンズの最大移動予想位置と前記光通過部の外縁とを結ぶ直線が、前記ピンホール内を通過するように、前記ピンホールを形成する。
【００３４】
（作用）光通過部を形成した車両用灯具では、レーザー素子によるレーザー光の発光方向が一定、通常は鉛直方向、であれば、仮に蛍光体が脱離してレーザー光がリフレクタ近傍に達しても、このレーザー光が前記光通過部から、その上方に導かれ、高エネルギーレーザー光が灯室外に照射されることが殆どないことは前述した通りである。しかしながら、前記レーザー素子が傾くなどして、レーザー光の発光方向が鉛直方向からずれると、レーザー光の進行方向も傾斜して、光通過部が存在しないリフレクタ面にレーザー光が到達する可能性がある。前記レーザー素子が水平方向に移動した際にも、同様である。
【００３５】
この場合には、本構成のように、レーザー光の進行基点となる集光レンズの最大移動予想位置と前記光通過部の外縁とを結ぶ直線が、前記ピンホール内を通過するように、前記ピンホールを形成する。このようにすると、前記ピンホールが存在しないと、前記レーザー素子が傾いた場合に、前記レーザー素子から出射して、前記光通過部の領域外に到達してしまうレーザー光が、前記ピンホールを有するシェードにブロックされて、前記光通過部の周囲の蒸着層に到達できなくなり、従って、高エネルギーレーザー光がリフレクタで反射されて前方へ照射されることがなくなる。ピンホールは、蛍光体の幅より大きくするものとし、好ましい径は１ｍｍ前後である。
【００３６】
なお、前記ピンホールと前記光通過部との位置関係は、高精度で決定することが望ましく、前記ピンホールを有するシェードと前記光通過部が形成されたリフレクタは、一体成型することが好ましい。
【発明の効果】
【００３７】
本発明に係る車両用灯具では、リフレクタ表面に光通過部を形成し、該光通過部の上方に、光封じ込め部を形成することにより、異常時にリフレクタ近傍に到達する波長変換されていないレーザー光を前記光封じ込め部に導き、該光封じ込め部内に多くのレーザー光を封じ込めることにより、実質的に全ての高エネルギーレーザー光が車両前方に照射されないようにすることができる。
【００３８】
更にピンホールを形成する本発明の一態様では、レーザー素子が傾くこと又は水平方向に移動することに起因するレーザー光の前方照射を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の第１実施態様である車両用灯具の縦断面図である。
【図２】図１の車両用灯具の斜視図である。
【図３】図３ａは、図１の車両用灯具のリフレクタの底面図、図３ｂ及び図３ｃは、図３ａのリフレクタの変形例を示す底面図である。
【図４】本発明の第２実施態様である車両用灯具の縦断面図である。
【図５】本発明の第３実施態様である車両用灯具の縦断面図である。
【図６】図５の側面図である。
【図７】本発明の車両用灯具の機能を例示するブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
次に、本発明の実施の形態について説明する。
【００４１】
第１実施形態である灯具ユニット１は、図１及び図２に示すように、円筒形の発光装置３と、該発光装置３の側方から上方にかけての範囲をドーム状に覆うリフレクタ５を備えている。前記発光装置３は、レーザー光を発光させる半導体レーザー素子２２、該半導体レーザー素子２２からのレーザー光を集光する集光レンズ７、及び該集光レンズ７からの光が照射されて上方に向けて透過される蛍光体９を備えている。前記半導体レーザー素子２２は、レーザー光を放出する半導体発光素子で、例えば、発光波長が青系（４５０ｎｍ程度）のレーザー光、あるいは近紫外域（４０５ｎｍ程度）のレーザー光を発光する素子を使用する。
【００４２】
前記発光装置３は円筒状に成形され、下方内部の円板１１上に一体成型された長円状の周壁１３内に、前記半導体レーザー素子２２が固定されている。前記発光装置３の円筒内壁面のほぼ中央には前記集光レンズ７が固定され、かつ前記発光装置３の上面中央には矩形又は円形の固定孔が形成され、この固定孔には、前記蛍光体９が、シリコーンや低融点ガラス等の透明な接着剤により接着されて嵌め込まれている。通常のレーザー光は真円ではない長円状に発生するため、この固定孔は、長円孔としても良く、いずれにしても半導体レーザー素子２２で発生するレーザー光を遮蔽することなく、少なくともその一部を吸収して波長変換して透過させる形状とする。
【００４３】
前記第１蛍光体９は、例えば、セリウムＣｅ等の付活剤が導入されたＹＡＧとアルミナＡｌ２Ｏ３との複合体で、ほぼ平行に配置された下面及び上面を含む板状又は層状とする。その厚さは、目的の色度に応じて、適宜の厚みとすることができる。該蛍光体９は、前述の波長変換された光と半導体レーザー素子２２からのレーザー光との混色により生成するる白色光を放出する。
【００４４】
前記集光レンズ７は、半導体レーザー素子２２からのレーザー光を集光して、前記蛍光体９に照射させる。前記集光レンズ７は、円筒形の発光装置３内の前記蛍光体９と半導体レーザー素子２２との間の内壁に固定されている。
【００４５】
前記発光装置３上方には、シェード板１５が設置され、このシェード板１５には、径が１ミリ未満のピンホール１７が形成されている。前記発光装置３が傾いたり、移動して、レーザー光の光路が変わると、ピンホール１７に対して直角に入射せず、ピンホールを通過できないため、万一、前記蛍光体９が離脱し又は損傷した場合でも、高エネルギーで強指向性のレーザー光がそのまま後述するエスケープホール以外のリフレクタ５で反射して車両前方に照射されるのを防止できる。
【００４６】
前記リフレクタ５の前記発光装置３の上方に相当する部分には、矩形のエスケープホール（光通過部）１９が形成され、このエスケープホール１９の上方には、該エスケープホール１９を覆うように、外壁部２１が設置され、この外壁部２１とリフレクタ５間の空間が光封じ込め部２３として構成され、該光封じ込め部２３の下端周縁部は、前記リフレクタ５の上面に接着されている。また前記リフレクタ５の前端側には、円弧状のインナーレンズ２４が設置されている。前記エスケープホール（１９、１９ａ、１９ｂ）は、図３ａに示すように、リフレクタ５の後縁近傍に、形成した円形孔１９としても、図３ｂに示すように、リフレクタ５の後縁近傍に、形成した円形孔に後縁に向かう横溝を形成した形状１９ａでも良く、更にリフレクタ５ａを前後に２分割し、各リフレクタ５ａを微小間隔を保ったまま配置し、両分割リフレクタ５ａの図３ａ及び図３ｂの円形孔１９、１９ｂに相当する円形孔１９ｂを形成した構造としても良い。
【００４７】
前記外壁部２１は、上下方向の縦壁部２５の上端に前向きに水平壁部２７が連設され、更に該水平壁部２７先端から下向き傾斜壁部２９が連設された形状を有し、各壁部２５、２７、２９は、側壁３１により、一体化され、かつ前記下向き傾斜壁部２９の先端は、前記リフレクタ５に接触している。前記水平壁部２７は、少なくともその下面が、光吸収性材料、例えば黒色金属から成形されている。
【００４８】
前記光封じ込め部２３内の前記縦壁部２５の前面に、第１フォトセンサ３３が、また前記インナーレンズ２４の後方の空間には、第２フォトセンサ３５がそれぞれ収容されている。また前記光封じ込め部２３の後方にはヒートシンク３７が設置され、このヒートシンク３７により前記発光装置３で発生した熱が放熱されて、前記発光装置３の過熱が抑制される。
【００４９】
なお投影レンズは、その図示を省略したが、アクリル等の透明樹脂製で、例えば前方側の凸表面、及び後方側の平面を含む非球面レンズである。この投影レンズは、ホルダ等に固定されて車両前後方向に延びる光軸上に配置されている。
【００５０】
従来のリフレクタは、発光装置の蛍光体で生成した白色光の実質的に全部を前方に反射し、投影レンズを透過させて車両前方に照射し、車両前面に正対した仮想鉛直スクリーン（車両前面から約２５ｍ前方に配置されている）上に基本配光パターン（例えば、ロービーム用配光パターンの少なくとも一部）を形成するように、発光装置の側方から上方にかけての範囲をドーム状に覆っている。
【００５１】
図示の実施例のリフレクタは、前述の通り、前記発光装置３の上方に対応する箇所にエスケープホール１９が形成してあり、半導体レーザー素子２２→集光レンズ１１→蛍光体１３の順に進行した白色光に変換され指向性が弱くなった散乱光のうち、ほぼ真上に向かって進行する光が、エスケープホール１９から、前記光封じ込め部２３内に進入する。エスケープホール１９に到達しない散乱光は、リフレクタ５で反射して車両前方の照射に利用される。なお、後述の他の実施形態でも関連説明を行う通り、リフレクタ下面に形成される散乱光形成部のリフレクタ全面に対する割合は僅少であり、正常時に蛍光体１３で生成する殆どの白色光は、散乱光形成部以外のリフレクタ下面で通常通り反射して、車両前方を照射する。
【００５２】
そして万一、前記蛍光体９が蛍光体固定孔から離脱し、あるいは前記蛍光体９に機能損傷が生じる異常事態の際には、該蛍光体９に到達したレーザー光が蛍光体により波長変換されずに、強い指向性のまま、実質的にすべてのレーザー光が前記リフレクタ５に達する。この場合に、従来のリフレクタのようにエスケープホールが形成されていないと、指向性の強いレーザー光がそのままリフレクタ下面で反射して車両前方に照射されることになる。
【００５３】
しかし本実施形態では、前述の通り、リフレクタ５下面のレーザー光が進行してくる箇所に、エスケープホール１９が形成されているため、異常時に蛍光体９で波長変換されずに、リフレクタ５近傍に達したレーザー光の実質的に全てがエスケープホール１９から光封じ込め部２３に到達し、車両前方には反射しない。しかも、光封じ込め部２３内に導かれたレーザー光の光路に当たる前記水平壁部２７の下面が、光吸収性材料、例えば黒色金属性のメタルアブソーバで形成してあるため、前記レーザー光が完全に又は部分的に吸収される。従って、前記蛍光体９に離脱や損傷が生じても、レーザー光が車外に漏出することを防止できる。
【００５４】
本実施形態では、前述の通り、光封じ込め部２３内及びインナーレンズ２４後方に、それぞれ第１フォトセンサ３３及び第２フォトセンサ３５を設置してある。白色光が生成している正常時に、前記光封じ込め部２３に到達した白色光は前記光吸収性材料で吸収されるとともに、散乱光であるため、前記光吸収性材料で吸収されずに、光封じ込め部２３内で反射して更に散乱したり、該光封じ込め部２３から再度外部方向に散乱して、前記第１又は第２フォトセンサ３３．３５に達し、その波長測定により、白色光が正常に生成していることが確認できる。
【００５５】
これに対し、蛍光体９が離脱又は損傷している異常時に、レーザー光がそのまま光封じ込め部２３に達すると、強い指向性のため、その殆どが光吸収性材料に接触してその全部又は一部が吸収され、吸収されないレーザー光は光吸収性材料表面で反射する。この場合には、前記第１又は第２フォトセンサ３３．３５には白色光は到達せず、僅少のレーザー光が達することがある。いずれにしても到達する光の波長測定により、異常の発生を検知できる。本実施形態では、蛍光体に異常が生じても、強指向性のレーザー光が車両外に照射されることは実質的に起こりえないが、蛍光体異常を放置することは好ましくなく、フォトセンサによる異常検知に基づいて、安全な場所に停車後に消灯することが望ましい。
【００５６】
また、歩行者保護のために、低速走行時に万一レーザー光が漏出することの防止策として、光源として半導体レーザー素子と発光ダイオードを用意し、高速走行時に半導体レーザー素子を、低速走行時に発光ダイオードを使用するようにしても良い。
【００５７】
図４に示す第２実施形態の灯具ユニット１ａの発光装置３は、第１実施形態の発光装置３と実質的に同一構成を有するので、各構成部材には同一符号を付して説明を省略する。本実施形態では、フォトセンサの使用の態様や設置箇所の具体例を提示する。
【００５８】
前記発光装置３の上方には、矩形のエスケープホール（光通過部）４１が形成されたリフレクタ４３が設置され、このリフレクタ４３と灯具ユニット１ａの天板４５下面の間には、黒色金属製の光吸収材料板（光封じ込め部）４７が設置されている。前記エスケープホール４１と前記光吸収材料板４７間の光の光路内には、第３フォトセンサ４９が、また前記発光装置３の近傍には、第４フォトセンサ５１及び第５フォトセンサ５３がそれぞれ設置されている。また前記リフレクタ５３の前方側には、大部分の光を透過させ、他の光を反射するレンズ５５が設置されている。
【００５９】
この実施形態では、正常時には、半導体レーザー素子２２で生成したレーザー光が蛍光体９で波長変換されて、白色の散乱光となってエスケープホール４１方向に進行する。その内の僅少量はエスケープホール４１内に進入して一部が第３フォトセンサ４９を通して光吸収材料板４７に吸収され、他の大部分は、前記エスケープホール４１周囲のリフレクタ４３で反射して、前記レンズ５５方向に進行する。レンズ５５に達した白色光の殆どは、該レンズ５５を透過して、車両前方に照射され、残りの僅少量は、前記レンズ５５で下方に向けて反射する。この反射光の照射面に、図示の場合には２個のフォトセンサ５１，５３を設置してある。
【００６０】
前記第３フォトセンサ４９は、白色光の光路に設置されているため、白色光が確実に検出される。また前記２個のフォトセンサ５１，５３の場合にも（必要ならば３個以上設置しても良い）、反射光が該フォトセンサ５１，５３に達して白色光が検出され、それぞれ正常運転が行われていることを確認できる。
【００６１】
一方、前記蛍光体９が離脱又は損傷すると、レーザー光が白色光に波長変換されずに、指向性の強い光のままエスケープホール４１に到達し、レーザー光の光路内の第３フォトセンサ４９でレーザー光として検出される。このレーザー光は散乱光ではないため、エスケープホール４１以外のリフレクタ４３表面には到達せず、従ってレーザー光がリフレクタ４３及びレンズ５５で反射して、第４フォトセンサ５１及び第５フォトセンサ５３に到達することがない。つまり第３フォトセンサ４８でレーザー光が検出される場合や、第４及び第５フォトセンサ５１、５３で光が検出されない場合は、蛍光体９に異常が生じているサインであり、迅速にライトを消灯してレーザー光の漏出を防止することが望ましい。
【００６２】
図５及び図６に示す第３実施形態の灯具ユニット１ｂの発光装置３も、第１実施形態の発光装置３と実質的に同一構成を有するので、各構成部材には同一符号を付して説明を省略する。
【００６３】
この第３実施形態では、リフレクタ６１を透明樹脂で成型し、発光装置３の真上以外の前記リフレクタ６１の内面に光を反射する金属等の蒸着層６３を形成する。通常半導体レーザー素子２２は長円形であり、この素子２２で生成するレーザー光も長円形の光束となり、蛍光体９が存在しない異常時には、長円形のままリフレクタ６１に達する。この長円形のレーザー光を反射せずに、リフレクタ内に吸収するために、発光装置３の真上のリフレクタ６１表面には、長円形の非蒸着部６５が形成されるようにすることが好ましい。
【００６４】
前記リフレクタ６１である透明樹脂基体の上部側には突出部６７を設け、この突出部６７に形成した凹部に、基板６９に固定した第６フォトセンサ７１を埋め込む。本実施形態では、リフレクタ６１が透明樹脂製であり、別体の保持部材を用いることなく、フォトセンサを埋め込むだけでリフレクタに固定できる。また、リフレクタ６１の上面の前記突出部６７以外の表面には、遮光層７３が被覆形成されている。
【００６５】
第３実施形態でも、正常時は、蛍光体９が正常に機能してレーザー光の少なくとも一部を波長変換し、高エネルギーのレーザー光の強い指向性が弱まって低エネルギー化した白色光が生成し、この白色光が非蒸着部６５を含むリフレクタ６１下面に達する。非蒸着部６５に達した白色光は、そのままリフレクタ６１である透明樹脂基体内に入射し、該透明樹脂基体内を進行して第６フォトセンサ７１に達して検出される。非蒸着部６５以外の蒸着層６３に達した白色光は、該蒸着層６３で反射して車両前方を照射する。
【００６６】
前記蛍光体９が離脱又は損傷すると、レーザー光が白色光に波長変換されずに、指向性の強い光のまま前記非蒸着部６５に到達し、透明樹脂基体内に入射して、第６フォトセンサ７１でレーザー光として検出される。このレーザー光は散乱光ではないため、非蒸着部６５以外のリフレクタ６１表面の蒸着層６３には到達せず、従ってレーザー光がリフレクタ６１で反射して、車両前方に照射されることがない。このように、透明樹脂基体は光封じ込め部として機能する。前記第６フォトセンサ７１でレーザー光が検出される場合は、蛍光体９に異常が生じているサインであり、迅速にライトを消灯してレーザー光の漏出を防止することが望ましい。
【００６７】
また、灯具ユニット１ｂ内には多くの部品があり、リフレクタ６１内に入射するレーザー光は、ユニット内の複数の部品に反射して、灯具ユニット１ｂ外に照射される可能性がある。本実施形態では、蒸着層６３と反対側の透明樹脂基体の上面側に遮光層７３が被覆形成されており、この遮光層７３に到達したレーザー光は、該遮光層７３に少なくともその一部が吸収されあるいは波長変換されて、レーザー光の漏出を最低限に抑制することができる。
【００６８】
図７は、本発明の車両用灯具に含有されるフォトセンサの機能を例示するブロック図である。本ブロック図は、ライトスイッチ、遮断用スイッチ及び検出部を備えるレーザー素子ドライバモジュールと、該モジュールの上流側のバッテリ、及び下流側のレーザー素子、蛍光体及びフォトセンサから成っている。前記ライトスイッチは運転席に装備され、運転者の操作により前記レーザー素子の点灯及び消灯を行うようにしている。前記遮断用スイッチは、前記ライトスイッチとレーザー素子間に接続されるとともに、前記検出部を介して前記フォトセンサに接続されている。なお図示は省略したが、レーザー素子と並列に発光ダイオード（ＬＥＤ）を接続しても良い。
【００６９】
昼間の通常走行時には、ライト点灯は不要であるため、前記ライトスイッチをオフにして、前記バッテリと前記レーザー素子間の接続を切断してレーザー素子には通電されないようにする。前記遮断用スイッチは常時オンにしておくことが好ましい。
【００７０】
夜間走行時には、前記ライトスイッチを操作して前記バッテリと前記レーザー素子を、遮断用スイッチを介して電気的に接続する。レーザー素子に通電することにより、該レーザー素子から青色等のレーザー光が生成し、このレーザー光は前記蛍光体に向けて進行し、該蛍光体で波長変換されて、低エネルギーで指向性の弱い白色光（散乱光）となって、リフレクタ（図示略）で反射され、車両前方を照射する。前記白色光に一部は、リフレクタとの反射の前後のスイッチ回、フォトセンサ入射して、白色光が検出され、前記蛍光体が正常に機能していることが確認される。
【００７１】
しかし、前記蛍光体が離脱又は損傷して、レーザー光が波長変換されないと、前記フォトセンサには、レーザー光が入射するか、正常時に入射するべき白色光が入射しなくなり、レーザー光が高エネルギーのまま車両前方に照射されている可能性が認識される。この場合には、前記フォトセンサからの信号を、前記検出部で検出し、直ちに前記遮断用スイッチをオフにしてレーザー光の漏出を最小限に抑制する。また、低速走行時の歩行者保護のため、低速走行時には、切替スイッチを使用して、光源をレーザー素子から発光ダイオードに替えても良い。
【符号の説明】
【００７２】
１  灯具ユニット
３  発光装置
５  リフレクタ
７  集光レンズ
９  蛍光体
１５  シェード板
１７  ピンホール
１９  エスケープホール（光通過部）
２２  半導体レーザー素子
２３  光封じ込め部
３３  第１フォトセンサ
３５  第２フォトセンサ
４１  エスケープホール（光通過部）
４３  リフレクタ
４７  光吸収材料板（光封じ込め部）
４９  第３フォトセンサ
５１  第４フォトセンサ
５３  第５フォトセンサ
６１  リフレクタ
６３  蒸着層
６５  非蒸着部
７１  第６フォトセンサ
７３  遮光層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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