(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１及び第２の励起光に基づき蛍光を発光する蛍光体と、
前記第１及び第２の励起光を前記蛍光体上に集光する集光レンズと、
前記第１の励起光が前記蛍光体上に第１の光量分布を形成するように、前記第１の励起光を出射する第１の光源部と、
前記第２の励起光が前記蛍光体上に前記第１の光量分布とは異なる第２の光量分布を形成するように、前記第２の励起光を出射する第２の光源部と、を備え、
前記第１の光源部から前記集光レンズまでの光路長と、前記第２の光源部から前記集光レンズまでの光路長とが、互いに異なる、
光源ユニット。
【請求項２】
前記第１の光源部から出射する前記第１の励起光が前記集光レンズに入射する入射状態と、前記第２の光源部から出射する前記第２の励起光が前記集光レンズに入射する入射状態とが、互いに異なる、
請求項１に記載の光源ユニット。
【請求項３】
前記第１の光源部と前記第２の光源部の励起光の射出する／しないの組合せにより、蛍光体上の光量分布を切り替える切替え部を、さらに備える、
請求項１又は２に記載の光源ユニット。
【請求項４】
前記第１の光源部は、前記第１の励起光による光束の広がりの角度を第１の角度に設定する第１の出射レンズを備え、
前記第２の光源部は、前記第２の励起光による光束の広がりの角度を、前記第１の角度とは異なる第２の角度に設定する第２の出射レンズを備える、
請求項１〜３のいずれか１項に記載の光源ユニット。
【請求項５】
前記第１の光源部の光軸の向きと、前記第２の光源部の光軸の向きとが、互いに異なる、請求項１〜４のいずれか１項に記載の光源ユニット。
【請求項６】
前記第１及び第２の光源部と前記集光レンズとの間に配置され、前記集光レンズからの光を反射するミラーを、さらに備え、
前記ミラーは、前記第１の光源部の光軸が通過する第１の開口部と、前記第２の光源部の光軸が通過する第２の開口部と、を備える、
請求項１〜５のいずれか１項に記載の光源ユニット。
【請求項７】
前記第１の励起光は、前記第１の開口部において収束し、
前記第２の励起光は、前記第２の開口部において収束する、
請求項６に記載の光源ユニット。
【請求項８】
前記第１及び第２の開口部は、前記ミラーの中央よりも外縁付近に配置される、
請求項６又は７に記載の光源ユニット。
【請求項９】
前記第１及び第２の光源部と前記集光レンズとの間に配置され、前記第１の光源部からの前記第１の励起光及び前記第２の光源部からの前記第２の励起光を反射し、前記集光レンズからの光を透過する光学部材を、さらに備える、
請求項１〜５のいずれか１項に記載の光源ユニット。
【請求項１０】
前記光学部材は、前記第１の励起光を反射する第１の反射部と、前記第２の励起光を反射する第２の反射部と、を有し、
前記第１の励起光は、前記第１の反射部において収束し、
前記第２の励起光は、前記第２の反射部において収束する、
請求項９に記載の光源ユニット。
【請求項１１】
前記第１及び第２の反射部は、前記光学部材の中央よりも外縁付近に配置される、
請求項１０に記載の光源ユニット。
【請求項１２】
前記第１及び第２の光源部は、レーザ光源を含む、
請求項１〜１１のいずれか１項に記載の光源ユニット。
【請求項１３】
第１及び第２の励起光に基づき蛍光を発光する蛍光体と、
前記第１及び第２の励起光を前記蛍光体上に集光する集光レンズと、
前記第１の励起光が前記蛍光体上に第１の光量分布を形成するように、前記第１の励起光を出射する第１の光源部と、
前記第２の励起光が前記蛍光体上に前記第１の光量分布とは異なる第２の光量分布を形成するように、前記第２の励起光を出射する第２の光源部と、
前記第１及び第２の光源部と前記集光レンズとの間に配置され、前記集光レンズからの光を反射するミラーと、を備え、
前記ミラーは、前記第１の光源部の光軸が通過する第１の開口部と、前記第２の光源部の光軸が通過する第２の開口部と、を備える、
光源ユニット。
【請求項１４】
第１及び第２の励起光に基づき蛍光を発光する蛍光体と、
前記第１及び第２の励起光を前記蛍光体上に集光する集光レンズと、
前記第１の励起光が前記蛍光体上に第１の光量分布を形成するように、前記第１の励起光を出射する第１の光源部と、
前記第２の励起光が前記蛍光体上に前記第１の光量分布とは異なる第２の光量分布を形成するように、前記第２の励起光を出射する第２の光源部と、
前記第１及び第２の光源部と前記集光レンズとの間に配置され、前記第１の光源部からの前記第１の励起光及び前記第２の光源部からの前記第２の励起光を反射し、前記集光レンズからの光を透過する光学部材と、を備え、
前記光学部材は、前記第１の励起光を反射する第１の反射部と、前記第２の励起光を反射する第２の反射部と、を有し、
前記第１の励起光は、前記第１の反射部において収束し、
前記第２の励起光は、前記第２の反射部において収束する、
光源ユニット。
【請求項１５】
請求項１〜１４のいずれか１項に記載の光源ユニットと、
前記光源ユニットからの光を空間変調する空間光変調素子と、
を備える、照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、蛍光体による蛍光発光を用いた光源ユニット及び照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、プロジェクタにおいて蛍光体で発光した光を有効に利用するための光源装置を開示している。特許文献１の光源装置は、青色の励起光を発する第１の光源と、赤色光を発する第２の光源と、蛍光体を有する蛍光体ユニットと、可視光反射膜及び可視光の透過窓を有する合成部材と、マイクロミラーに導光する光学系とを備える。第１の光源は、青色励起光をコリメータレンズで平行光に変換し、透過窓を通して蛍光体ユニットに出射している。蛍光体ユニットは、青色励起光を受けて、緑色波長成分を多く含む幅広い波長分布を持つ光を発光する。合成部材は、可視光反射膜において、蛍光体ユニットで発光した光と、第２の光源からの赤色光とを合成する。光学系は、合成された光を平面光に均一化した上で導光している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−１９５８２２号公報
【発明の概要】
【０００４】
本開示は、蛍光体による蛍光発光を用いて、照射する光を所望の照度分布に分布させることができる光源ユニット及び照明装置を提供する。
【０００５】
本開示の一態様に係る光源ユニットは、蛍光体と、集光レンズと、第１の光源部と、第２の光源部とを備える。蛍光体は、第１及び第２の励起光に基づき蛍光を発光する。集光レンズは、第１及び第２の励起光を蛍光体上に集光する。第１の光源部は、第１の励起光が蛍光体上に第１の光量分布を形成するように、第１の励起光を出射する。第２の光源部は、第２の励起光が蛍光体上に第１の光量分布とは異なる第２の光量分布を形成するように、第２の励起光を出射する。
【０００６】
本開示の他態様に係る光源ユニットは、励起光を発光する光源と、励起光に基づき蛍光を発光する蛍光体と、励起光を蛍光体上に集光する集光レンズと、を備える。光源は、励起光を、集光レンズの光軸に沿って進む平行光とは異ならせて、集光レンズに出射する。
【０００７】
本開示の一態様に係る照明装置は、本開示の光源ユニットと、その光源ユニットからの光を空間変調する空間光変調素子とを備える。
【０００８】
本開示に係る光源ユニット及び照明装置によると、照射する光を所望の照度分布に分布させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、実施形態１に係る照明装置の適用例を説明するための図である。
【図２】図２は、実施形態１に係る照明装置の構成を示す図である。
【図３】図３は、照度分布に関する課題を説明するための図である。
【図４】図４は、光源ユニットの集光レンズの機能を説明するための図である。
【図５】図５は、実施形態１に係る光源ユニットの構成を示す図である。
【図６】図６は、実施形態１における蛍光体上の光量分布を例示する図である。
【図７】図７は、光源ユニットの第１の動作モードを説明するための図である。
【図８】図８は、照明光の切替え動作における蛍光体上の光量分布を説明するための図である。
【図９】図９は、光源ユニットの第２の動作モードを説明するための図である。
【図１０】図１０は、実施形態２に係る光源ユニットの構成を示す図である。
【図１１】図１１は、実施形態２における蛍光体上の光量分布を例示する図である。
【図１２】図１２は、実施形態３に係る光源ユニットの構成を示す図である。
【図１３】図１３は、実施形態３における蛍光体上の光量分布を例示する図である。
【図１４】図１４は、実施形態４に係る光源ユニットの構成を示す図である。
【図１５】図１５は、実施形態４における蛍光体上の光量分布を例示する図である。
【図１６】図１６は、実施形態５に係る光源ユニットの構成を示す図である。
【図１７】図１７は、実施形態５における蛍光体上の光量分布を例示する図である。
【図１８】図１８は、実施形態１の変形例に係る光源ユニットの構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。
【００１１】
なお、出願人は、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面及び以下の説明を提供するのであって、これらによって請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。
【００１２】
（実施形態１）
実施形態１では、本開示に係る光源ユニット及びこれを備えた照明装置について、車載用途への適用例を用いて説明する。
【００１３】
１．構成
１−１．概要
本実施形態に係る照明装置の概要を、図１を用いて説明する。図１は、本実施形態に係る照明装置１の車載用途への適用例を説明するための図である。
【００１４】
図１の（ａ）は、照明装置１を備えた車両５の側面図を示している。図１の（ｂ）は、路面５０上に映像を投影する照明装置１を備えた車両５の平面図を示している。図１に示すように、本実施形態に係る照明装置１は、例えば車両５のヘッドライトとして用いることができる。
【００１５】
照明装置１は、例えばＤＬＰ（Digital Light Processing）方式のプロジェクタのように、光源ユニットで生成した光を空間変調して、得られた照明光を路面５０に照射する。これにより、車両５のヘッドライトとしての種々の機能、例えばＡＤＢ（Adaptive Driving Beam）機能やＡＦＳ（Adaptive Front-Lighting System）機能を実現することができる。また、図１の（ｂ）に示すように、各種情報を含む映像を路面５０に描画することもできる。
【００１６】
本実施形態に係る照明装置１は、車両５におけるロービーム又はハイビームに照明光を切り替え可能な光源ユニットを備える。以下、照明装置１及び光源ユニットの構成について説明する。
【００１７】
１−２．照明装置の構成
本実施形態に係る照明装置１の構成について、図２を用いて説明する。図２は、照明装置１の構成を示す図である。
【００１８】
本実施形態に係る照明装置１は、図２に示すように、光源ユニット２と、リレーレンズ１１と、ＤＭＤ（デジタルミラーデバイス）１２と、コントローラ１０とを備える。光源ユニット２は、光源３と、切替え部２０と、ミラー２１と、集光レンズ２２と、蛍光体２３とを備える。
【００１９】
本実施形態に係る光源ユニット２は、蛍光体２３による蛍光発光を用いて白色光を生成し、出力光として出射するモジュールである。以下、光源ユニット２からの出力光の出射方向をＹ方向とし、光源ユニット２において蛍光体２３に励起光を照射する方向をＺ方向とし、Ｙ，Ｚ方向に直交する方向をＸ方向とする。
【００２０】
光源３は、蛍光体２３が励起される波長帯を有する励起光を発光する。本実施形態では、光源３は、励起光として青色光を発光する。本実施形態において、光源３は、ロービーム用の励起光（第１の励起光）を出射する第１の光源部３１と、ハイビーム用の励起光（第２の励起光）を出射する第２の光源部３２とを備える。
【００２１】
第１の光源部３１は、光源素子３３と、出射レンズ３５とを備える。第１の光源部３１は、光源素子３３及び出射レンズ３５の組を複数組、備えてもよい。光源素子３３は、例えば青色光を発光する半導体レーザ（ＬＤ）等のレーザ光源で構成される。光源素子３３は、レーザ光源に限らず、例えばＬＥＤ等で構成されてもよい。出射レンズ３５は、一つ又は複数のレンズを含み、例えばコリメートレンズ及び発散レンズを含む。
【００２２】
第２の光源部３２は、第１の光源部３１の光源素子３３及び出射レンズ３５と同様に、一組又は複数組の光源素子３４及び出射レンズ３６を備える。第１及び第２の光源部３１，３２においては、例えば光量や、ビーム径或いはそのアスペクト比等が異なる光源素子３３，３４が用いられてもよい。
【００２３】
第１及び第２の光源部３１，３２は、各光源素子３３，３４から出射レンズ３５，３６を介して励起光を出射する光軸の方向がＺ方向に平行になるように配置される。本実施形態において、各出射レンズ３５，３６は、対応する光源素子３３，３４からの励起光が予め定めた集光点に点状に集光するように、焦点距離等が設定される。
【００２４】
本実施形態では、第１の光源部３１と第２の光源部３２とにおいて、集光点を通過した励起光の光束が発散する角度（発散角）が異なるように、それぞれの出射レンズ３５，３６において光源素子３３，３４からの励起光を絞る角度が設定される。第１及び第２の光源部３１，３２の機能については後述する。
【００２５】
切替え部２０は、例えばスイッチ回路で構成され、コントローラ１０の指令により、光源３における第１及び第２の光源部３１，３２のオン／オフの組合せを切り替える。例えば、第１及び第２の光源部３１，３２の両方がオン、第１及び第２の光源部３１，３２のいずれか一方がオン、第１及び第２の光源部３１，３２の両方がオフの４通りである。そして、切替え部２０は、第１及び第２の光源部３１，３２の励起光の射出する／しないの組合せにより、蛍光体２３上の励起光Ｌ１，Ｌ２の光量分布を切り替える。切替え部２０は、光源３における各光源素子３３，３４の駆動回路を含んでもよい。
【００２６】
ミラー２１は、例えば透明基板上に金属等の光反射膜を形成して構成され、光を反射する反射面を有する。ミラー２１は、光源３と蛍光体２３との間において反射面を蛍光体２３側（＋Ｚ側）に向けて、−Ｚ方向に進む光を＋Ｙ方向に反射するように配置される。ミラー２１は、金属基板等で構成されてもよい。
【００２７】
ミラー２１には、光が通過する複数の開口部２１ａが設けられる。それぞれの開口部２１ａは、第１及び第２の光源部３１，３２の各光源素子３３，３４の光軸が通過するように、各々の光源素子３３，３４に対応して設けられ、例えば各々の励起光のビーム径以上のサイズを有する。開口部２１ａは、例えばミラー２１における物理的な穴で形成される。これに限らず、開口部２１ａは、例えばミラー２１における透明基板上で金属膜を形成しない領域として形成されてもよい。また、ミラー２１における開口部２１ａの位置は、例えばミラー２１の中央よりも外縁付近に設定される。
【００２８】
集光レンズ２２は、一つ又は複数のレンズを含み、固有の光軸及び焦点位置を有する。集光レンズ２２は、ミラー２１と蛍光体２３との間において光軸の方向をＺ方向に向けて、焦点位置が蛍光体２３の主面上に位置するように配置される。なお、集光レンズ２２の焦点位置は、例えば蛍光体２３の厚さの範囲内等、蛍光体２３の主面近傍であってもよい。
【００２９】
蛍光体２３は、本実施形態では、青色光の励起光に基づき黄色光の蛍光を発光し、例えばＹＡＧ等の蛍光材料を含む。また本実施形態における蛍光体２３には、励起光の入射側とは反対側（＋Ｚ側）に、金属等の光反射膜等による反射面が設けられる。蛍光体２３は、例えば主面がＸＹ平面に平行になるように配置される。
【００３０】
本実施形態に係る光源ユニット２では、蛍光体２３において、入射する青色光の一部を黄色光に変換し、変換した黄色光と残りの青色光とを用いて白色光を生成する。蛍光体２３の厚さ等のサイズは、励起光（青色光）を蛍光（黄色光）に変換する変換率等の観点から適宜、設定される。
【００３１】
照明装置１において、リレーレンズ１１は、一つ又は複数のレンズを含み、光源ユニット２のミラー２１と、ＤＭＤ１２との間に配置される。リレーレンズ１１の光軸の方向は、Ｙ方向に平行になるように設定される。リレーレンズ１１は、光源ユニット２による出力光を転写するようにＤＭＤ１２に導光する。
【００３２】
ＤＭＤ１２は、画素がマイクロミラーで構成される空間光変調面を有する空間光変調素子の一例である。ＤＭＤ１２は、例えばコントローラ１０による画素の制御により、リレーレンズ１１から導光された光を空間変調して、照明光を生成する。なお、照明装置１においては、ＤＭＤ１２に限らず、例えば液晶パネルなど、種々の空間光変調素子が用いられてもよい。
【００３３】
コントローラ１０は、照明装置１の各部を制御する制御装置である。コントローラ１０は、例えばソフトウェアと協働して所定の機能を実現するＣＰＵ又はＭＰＵを備える。また、コントローラ１０は、フラッシュメモリ等の内部メモリや外部機器と通信する通信インタフェース等を備える。コントローラ１０は、内部メモリに格納されたデータやプログラムを読み出して種々の演算処理を行い、各種の機能を実現する。
【００３４】
コントローラ１０は、所定の機能を実現するように設計された専用の電子回路や再構成可能な電子回路などのハードウェア回路であってもよい。コントローラ１０は、ＣＰＵ，ＭＰＵ，マイコン、ＤＳＰ、ＦＰＧＡ、ＡＳＩＣ等の種々の半導体集積回路で構成されてもよい。
【００３５】
２．動作
以上のように構成される照明装置１及び光源ユニット２の動作について、以下説明する。
【００３６】
本実施形態に係る照明装置１（図２）において、光源ユニット２の光源３は、各光源素子３３，３４からの励起光を、出射レンズ３５，３６を介して出射する。光源３からの励起光は、集光点に集光しながら＋Ｚ方向に進む。励起光の集光点は、それぞれ対応するミラー２１の開口部２１ａ近傍に設定される。これにより、光源３からの励起光は、出射レンズ３５，３６近傍よりも収束した状態で開口部２１ａを通過する。
【００３７】
集光点（開口部２１ａ近傍）を通過した励起光は、発散しながら集光レンズ２２に入射し、集光レンズ２２を通って集光され蛍光体２３の主面上に照射される。蛍光体２３は、照射された励起光に応じて蛍光を発光する。発光した蛍光（黄色光）及び蛍光に変換されずに残った励起光（青色光）は、蛍光体２３の反射面に反射され、蛍光体２３の−Ｚ側から出射する。
【００３８】
集光レンズ２２は、蛍光体２３から出射した光を取り込んで、取り込んだ光の広がりを拡大転写するようにミラー２１に出射する。ミラー２１は、集光レンズ２２からの光を＋Ｙ方向に反射する。ミラー２１による反射光は、黄色光（蛍光）と共に青色光（残りの励起光）も含み、白色光を構成する。このように、光源ユニット２は白色光を生成し、出力光としてミラー２１から出射する。
【００３９】
照明装置１において、光源ユニット２からの白色光は、リレーレンズ１１を介して転写されるように、ＤＭＤ１２に供給される。照明装置１のコントローラ１０は、ＤＭＤ１２を制御して、供給された白色光を空間変調し、照明光を生成する。ＤＭＤ１２において生成された照明光は、適宜、外部の投射レンズ（不図示）等を通して車両５の前方等に出射する（図１参照）。
【００４０】
以上の動作によると、照明装置１は、光源ユニット２において蛍光体２３による蛍光発光を用いて白色光を生成する。この際、ミラー２１及び蛍光体２３において各種の光を反射させる光路を用いることにより、光源ユニット２及び照明装置１を小型化できる。
【００４１】
また、以上のように光源３に、開口部２１ａにおいて収束するように励起光を出射させることで、ミラー２１における開口部２１ａのサイズを微細に設定することができる。これにより、蛍光体２３で生じた光がミラー２１により反射される場合に、開口部２１ａから漏れ出ることによる光量の損失を低減できる。なお、各励起光が収束し終える集光点は、開口部２１ａ近傍において、開口部２１ａの内部でもよいし外部でもよい。
【００４２】
２−１．照度分布について
本実施形態に係る照明装置１では、以上のような照明動作に基づき、ハイビーム及びロービームの照明光を生成する。ＤＭＤ１２を用いた照明動作の照度分布に関する課題について、図３を用いて説明する。
【００４３】
図３の（ａ）は、ロービームの照明光を照射するためのＤＭＤ１２における照度分布の一例である。図３の（ｂ）は、ハイビームの照明光を照射するためのＤＭＤ１２における照度分布の一例である。
【００４４】
図３は、ＤＭＤ１２の空間光変調面（照明光の画角）における水平方向及び垂直方向において分布する明るさ（照度）を示している。水平方向の位置は車両５の幅方向の角度に対応し（図１の（ｂ）参照）、垂直方向の位置は車両５の高さ方向の角度に対応する（図１の（ａ）参照）。
【００４５】
図３の（ａ）に示すロービームの照明光では、ＤＭＤ１２の画角全体に渡るような広域の照度分布が設定されている。ＤＭＤ１２は、このような照度分布の光に対して空間変調を行うことにより、例えば車両５の高さ方向の角度が大きい領域に対応する垂直位置の光量を減らして、ロービームの照明光を生成できる。
【００４６】
図３の（ｂ）に示すハイビームの照明光では、ＤＭＤ１２の画角の中央の領域において図３の（ａ）の場合よりも大きい照度が分布し、当該領域の周囲の照度は図３の（ａ）の場合よりも小さくなっている。このようなハイビームの照度分布を照明装置１において実現するためには、図３の（ｂ）の照度以上の照度を有する光をＤＭＤ１２に供給する必要がある。
【００４７】
ここで、ハイビームの場合と同じ光量分布の光がロービームの場合にＤＭＤ１２に供給された場合、ＤＭＤ１２において中央の領域の光量を減らす必要が生じ、光量の損失が大きくなってしまう。そこで、本実施形態では、照明装置１の光源ユニット２が２つの光源部（第１の光源部３１、第２の光源部３２）を有し、出力光の光量分布を切り替え可能にする。これにより、照明装置１において図３に示すような異なる照度分布の照明光を効率良く得ることができる。
【００４８】
２−２．光源ユニットについて
本実施形態に係る光源ユニット２の機能について、図４，５，６を用いて説明する。
【００４９】
図４は、光源ユニット２の集光レンズ２２の機能を説明するための図である。図５は、本実施形態に係る光源ユニット２を説明するための図である。図６は、実施形態１における蛍光体２３上の光量分布を例示する図である。なお、図４，５では、説明の便宜上、ミラー２１の図示を省略するなど、種々の簡略化をしている（以下同様）。
【００５０】
図４では、光源素子３８から出射した励起光が出射レンズ３９によって平行光Ｌ０となり、集光レンズ２２の光軸に沿って＋Ｚ方向に進む平行光Ｌ０が集光レンズ２２に入射する場合を例示している。この場合、図４に示すように、ＸＹ平面に沿った平行光Ｌ０の断面は、出射レンズ３９を出射してから集光レンズ２２に入射するまで実質的に一定であり、集光レンズ２２に入射する光束の集光レンズ２２近傍における断面（入射断面）４０と同じである。また、以下では集光レンズ２２の焦点位置Ｐ０は蛍光体２３の主面上に位置することとする。
【００５１】
図４に示す例において、集光レンズ２２の光軸に沿って平行光Ｌ０が＋Ｚ方向に進んで集光レンズ２２に入射すると、集光レンズ２２は、平行光Ｌ０を蛍光体２３の主面上の焦点位置Ｐ０に集光する。このため、蛍光体２３上に照射された平行光Ｌ０の光量は、焦点位置Ｐ０の一点に集中する。このような場合、蛍光体２３が出射する蛍光等は焦点位置Ｐ０の一点から拡散し、集光レンズ２２を介して平行化される。このため、ＤＭＤ１２には、照度分布が一様な光が供給されることとなる。
【００５２】
本実施形態に係る光源ユニット２では、上記のような平行光Ｌ０の代わりに、励起光として発散光を用いる。本実施形態では、第１及び第２の光源部３１，３２間で発散光の発散角を変えることにより、出力光の照度分布を異ならせる。第１及び第２の光源部３１，３２の機能について、図５を用いて説明する。
【００５３】
図５に示すように、第１の光源部３１は、励起光Ｌ１を集光点Ｐ１に集光して集光点Ｐ１から発散角θ１で発散させる。また、第２の光源部３２は、励起光Ｌ２を集光点Ｐ２に集光して集光点Ｐ２から発散角θ２で発散させる。各々の発散角θ１，θ２は、第１の光源部３１から出射した励起光Ｌ１の発散角θ１が、第２の光源部３２から出射した励起光Ｌ２の発散角θ２よりも大きくなるように設定される。
【００５４】
第１の光源部３１からの励起光Ｌ１は、発散角θ１の発散光として集光レンズ２２に入射するため、集光レンズ２２において、平行光Ｌ０（図４）を焦点位置Ｐ０の１点に集光させる光路よりも拡がった光路を通って、蛍光体２３に照射される。これにより、励起光Ｌ１は、発散角θ１の分、蛍光体２３上で焦点位置Ｐ０から拡がった光量の分布を形成する（図６参照）。
【００５５】
また、第２の光源部３２からの励起光Ｌ２は、発散角θ２の発散光として、第１の光源部３１からの励起光Ｌ１と同様に集光レンズ２２を通って蛍光体２３に照射される。この際、第１及び第２の光源部３１，３２間では、発散角θ１，θ２の違いにより、各々の励起光Ｌ１，Ｌ２が集光レンズ２２に入射する入射状態が互いに異なる。励起光Ｌ１，Ｌ２の入射状態は、励起光Ｌ１，Ｌ２の光束が集光レンズ２２の入射側の表面を通過する領域（スポット）の大きさ、形状、及び（集光レンズ２２の光軸等を基準とする）位置、並びに集光レンズ２２に対する励起光Ｌ１，Ｌ２の入射角を含む。
【００５６】
図５では、励起光Ｌ１，Ｌ２の入射状態の一例として、励起光Ｌ１，Ｌ２の入射側の集光レンズ２２近傍における同一のＸＹ平面に沿った励起光Ｌ１，Ｌ２の光束の入射断面４１，４２を示している。
【００５７】
発散角θ２＜θ１によると、図５に示すように、第２の光源部３２からの励起光Ｌ２の入射断面４２のサイズは、第１の光源部３１からの励起光Ｌ１の入射断面４１のサイズよりも小さい。このため、第２の光源部３２からの励起光Ｌ２は、第１の励起光Ｌ１の光量分布よりも狭くて且つ焦点位置Ｐ０から拡がった分布において蛍光体２３上に照射される。
【００５８】
図６に、蛍光体２３上の励起光Ｌ１，Ｌ２の光量分布を例示する。図６の（ａ）は、蛍光体２３の主面（ＸＹ平面）上の励起光の光量分布の一例を示す。図６の（ｂ）は、図６の（ａ）のＸ方向における励起光の光量分布を例示している。
【００５９】
図６は、第１の光源部３１と第２の光源部３２とから同時に励起光Ｌ１，Ｌ２を照射した場合における蛍光体２３上の励起光Ｌ１，Ｌ２の光量分布を示している。この場合、図６に示すように、蛍光体２３上の光量分布は、第１の光源部３１からの励起光Ｌ１に基づくロー成分Ｉ１と、第２の光源部３２からの励起光Ｌ２に基づくハイ成分Ｉ２とを含み、各成分Ｉ１，Ｉ２において焦点位置Ｐ０から拡がっている。ロー成分Ｉ１は、ＸＹ平面と平行な方向の面積が大きくて光量のピークは小さく、ハイ成分Ｉ２は、ＸＹ平面と平行な方向の面積が小さくて光量のピークは大きい。
【００６０】
蛍光体２３では、照射された励起光Ｌ１，Ｌ２が分布する領域において、励起光Ｌ１，Ｌ２の光量分布に応じて蛍光が発光し、蛍光及び励起光の反射光が生じる。このため、蛍光体２３から出射する光は、照射された励起光Ｌ１，Ｌ２の光量分布に対応する空間的な分布（照度分布）を有することとなる。蛍光体２３から出射した光は、上述したように（図２参照）、集光レンズ２２によって拡大転写され、ミラー２１で反射された後、リレーレンズ１１を通って、空間分布を維持した状態でＤＭＤ１２に照射される。
【００６１】
以上のように、発散角θ１，θ２を有する発散光を用いることにより、蛍光体２３上の励起光Ｌ１，Ｌ２の光量分布を制御して、ＤＭＤ１２に供給される光の照度分布を変化させることができる。
【００６２】
なお、図５に図示した第１及び第２の光源部３１，３２の位置関係は一例であり、適宜、変更してもよい。例えば、第１の光源部３１を−Ｙ側（第２の光源部３２を＋Ｙ側）に配置してもよいし、第１の光源部３１を第２の光源部３２よりも集光レンズ２２に近付けて配置してもよい。第１及び第２の光源部３１，３２のうちで集光レンズ２２上のスポット（又は入射断面４１，４２）が大きくなる一方を集光レンズ２２に近付けることで、集光レンズ２２の収差の影響を低減できる。
【００６３】
２−３．照明光の切替え動作
本実施形態に係る照明装置１は、以上のような光源ユニット２の機能に基づき、照明光をハイビームとロービームとに切り替える切替え動作を行う。以下、照明装置１における照明光の切替え動作について、図７，８，９を用いて説明する。
【００６４】
図７は、照明光の切替え動作における光源ユニット２の第１の動作モード（ローモード）を説明するための図である。図８は、照明光の切替え動作における蛍光体上の光量分布を説明するための図である。図９は、光源ユニット２の第２の動作モード（ハイモード）を説明するための図である。
【００６５】
本実施形態に係る照明装置１（図２）において、コントローラ１０は、例えば車両５のドライバ等のユーザの操作によりロービームの点灯指示が入力されると、切替え部２０及びＤＭＤ１２をローモードに設定する。ローモードは、照明装置１においてロービームの照明光を生成するための動作モードである。
【００６６】
切替え部２０は、ローモードに設定されると、第２の光源部３２をオフした状態で第１の光源部３１をオンする。これにより、ローモードの光源ユニット２において、図７に示すように、第１の光源部３１からの励起光Ｌ１が集光レンズ２２を介して蛍光体２３に照射される。図８の（ａ），（ｂ）に、ローモードにおける励起光Ｌ１の光量分布を例示する。
【００６７】
図８の（ａ），（ｂ）に示すように、ローモードでは蛍光体２３上に、第１の光源部３１からの励起光Ｌ１に基づくロー成分Ｉ１の光量分布が形成される（第１の光量分布の一例）。このような光量分布の励起光Ｌ１に応じて蛍光体２３は発光し、光源ユニット２は、図８の（ａ），（ｂ）に示す光量分布と同様の照度分布を有する白色光をＤＭＤ１２に供給する。
【００６８】
ＤＭＤ１２は、図８の（ａ），（ｂ）に示す光量分布と同様の照度分布で供給された白色光を、コントローラ１０の制御により変調して、ロービームの照明光を出射する（図３の（ａ）参照）。
【００６９】
また、コントローラ１０は、ユーザの操作等によりハイビームの点灯指示が入力されると、切替え部２０及びＤＭＤ１２をハイモードに設定する。ハイモードは、照明装置１においてハイビームの照明光を生成するための動作モードである。
【００７０】
切替え部２０は、ハイモードに設定されると、第１の光源部３１をオフした状態で第２の光源部３２をオンする。これにより、ハイモードの光源ユニット２において、図９に示すように、第２の光源部３２からの励起光Ｌ２が集光レンズ２２を介して蛍光体２３に照射される。図８の（ｃ），（ｄ）に、ハイモードにおける励起光Ｌ２の光量分布を例示する。
【００７１】
図８の（ｃ），（ｄ）に示すように、ハイモードでは蛍光体２３上に、第２の光源部３２からの励起光Ｌ２に基づくハイ成分Ｉ２の光量分布が形成される（第２の光量分布の一例）。このような光量分布の励起光Ｌ２に応じて蛍光体２３は発光し、光源ユニット２は、図８の（ｃ），（ｄ）に示す光量分布と同様の照度分布を有する白色光をＤＭＤ１２に供給する。
【００７２】
ＤＭＤ１２は、図８の（ｃ），（ｄ）に示す光量分布と同様の照度分布で供給された白色光を、コントローラ１０の制御により変調して、ハイビームの照明光を出射する（図３の（ｂ）参照）。
【００７３】
以上の動作によると、ローモードとハイモードとにおいて、蛍光体２３における励起光Ｌ１，Ｌ２の光量分布を切り替える。図８の（ａ），（ｃ）に示すように、ローモードの光量分布（図８の（ａ））は、ハイモードの光量分布（図８の（ｃ））よりも広域に広がっている。また、図８の（ｂ），（ｄ）に示すように、ハイモードの光量分布（図８の（ｄ））は、ローモードの光量分布（図８の（ｃ））よりも、中央近傍において大きい光量を有する。
【００７４】
以上のように蛍光体２３上の励起光Ｌ１，Ｌ２の光量分布を制御することにより、光源ユニット２による出力光を所望の照度分布に設定し、ＤＭＤ１２に供給できる。なお、光源ユニット２の動作モードは上記のローモード及びハイモードに限らず、例えば第１及び第２の光源部３１，３２が同時にオンする動作モードが用いられてもよい（図６参照）。
【００７５】
３．効果等
以上のように、本実施形態に係る光源ユニット２は、蛍光体２３と、集光レンズ２２と、第１の光源部３１と、第２の光源部３２とを備える。蛍光体２３は、励起光Ｌ１、Ｌ２に基づき蛍光を発光する。集光レンズ２２は、励起光Ｌ１、Ｌ２を蛍光体２３上に集光する。第１の光源部３１は、励起光Ｌ１が蛍光体２３上に第１の光量分布を形成するように、励起光Ｌ１を出射する。第２の光源部３２は、励起光Ｌ２が蛍光体上に第１の光量分布とは異なる第２の光量分布を形成するように、励起光Ｌ２を出射する。
【００７６】
以上の光源ユニット２によると、蛍光体２３上に形成する励起光Ｌ１、Ｌ２の光量分布を異ならせて、蛍光体２３から出射する光の照度分布を変化させる。これにより、蛍光体２３による蛍光発光を用いて、光源ユニット２は出力光を所望の照度分布で出射させることができる。
【００７７】
本実施形態において、第１の光源部３１から出射する励起光Ｌ１が集光レンズ２２に入射する入射状態と、第２の光源部３２から出射する励起光Ｌ２が集光レンズ２２に入射する入射状態とは、互いに異なる。これにより、第１及び第２の光源部３１，３２によって互いに異なる光量分布を蛍光体２３上に形成することができる。
【００７８】
また、本実施形態において、光源ユニット２は、第１の光源部３１と第２の光源部３２とを切り替える切替え部２０をさらに備える。切替え部２０により、照明光の切替え動作を行うことができる。
【００７９】
また、本実施形態において、第１の光源部３１は、出射する励起光Ｌ１による光束の広がりの角度を予め定めた発散角θ１（第１の角度）に設定する出射レンズ３５（第１の出射レンズ）を備える。第２の光源部３２は、出射する励起光Ｌ２による光束の広がりの角度を、発散角θ１とは異なる発散角θ２（第２の角度）に設定する出射レンズ３６（第２の出射レンズ）を備える。発散角θ１，θ２を調整することにより、蛍光体２３上の光量分布を変化させることができる。
【００８０】
また、本実施形態において、光源ユニット２は、光源３と集光レンズ２２との間に配置され、集光レンズ２２から入射する光を反射するミラー２１をさらに備える。ミラー２１は、第１の光源部３１の光軸が通過する開口部２１ａ（第１の開口部）と、第２の光源部３２の光軸が通過する開口部２１ａ（第２の開口部）とを備える。各光源部３１，３２の光軸が各々の開口部２１ａを通過することにより、蛍光体２３上の励起光Ｌ１，Ｌ２の光量分布が収差によって崩れるようなことを抑制することができる。
【００８１】
また、本実施形態において、第１の光源部３１は、開口部２１ａ（第１の開口部）において収束するように励起光Ｌ１を出射する。第２の光源部３２は、開口部２１ａ（第２の開口部）において収束するように励起光Ｌ２を出射する。これにより、各開口部２１ａのサイズを微細に設定でき、各開口部２１ａにおける光源ユニット２の出力光の光量の損失を低減することができる。
【００８２】
また、本実施形態において、光源３は、レーザ光源を含む。レーザ光源により、高出力の励起光が得られ、蛍光体２３における蛍光発光を増強することができる。
【００８３】
また、本実施形態に係る光源ユニット２は、励起光を発光する光源３と、励起光に基づき蛍光を発光する蛍光体２３と、光源３からの励起光を蛍光体２３上に集光する集光レンズ２２とを備える。光源３は、励起光を、集光レンズ２２の光軸に沿って進む平行光Ｌ０とは異ならせて集光レンズ２２に出射する。
【００８４】
以上の光源ユニット２によると、平行光Ｌ０の励起光に基づく光量分布とは異なる光量分布を励起光によって蛍光体２３上に形成し、蛍光体２３による蛍光発光を用いて、光源ユニット２からの出力光を所望の照度分布で出射させることができる。
【００８５】
また、本実施形態に係る照明装置１は、光源ユニット２と、ＤＭＤ１２とを備える。ＤＭＤ１２は、蛍光体２３において発光した蛍光を含む光を空間変調する。これにより、ＤＭＤ１２において所望の照度分布の照明光（映像光を含む）を生成することができる。
【００８６】
（実施形態２）
以下、図１０，１１を用いて、実施形態２を説明する。実施形態１では、光源ユニット２において励起光Ｌ１，Ｌ２の発散角θ１，θ２を異ならせた。実施形態２では、励起光Ｌ１，Ｌ２の集光点Ｐ１，Ｐ２をずらす例を説明する。
【００８７】
以下、実施形態１に係る照明装置１及び光源ユニット２と同様の構成、動作の説明は適宜、省略して、本実施形態に係る光源ユニットを説明する。
【００８８】
図１０は、実施形態２に係る光源ユニット２Ａの構成を示す図である。本実施形態に係る光源ユニット２Ａでは、図１０に示すように、第１及び第２の光源部３１Ａ，３２ＡのＺ方向における位置をずらす。また、以下では、第１の光源部３１Ａは、光源素子３３と出射レンズ３５Ａを備え、第２の光源部３２Ａは、光源素子３４と出射レンズ３６Ａを備え、第１及び第２の光源部３１Ａ，３２Ａに共通の発散角θが設定された例を説明する。
【００８９】
図１０の例において、第１の光源部３１Ａの集光点Ｐ１Ａと第２の光源部３２Ａの集光点Ｐ２Ａとは、Ｚ方向において距離ｄをあけて配置されている。第２の光源部３２Ａの集光点Ｐ２Ａは第１の光源部３１Ａの集光点Ｐ１Ａよりも集光レンズ２２から遠いため、第２の光源部３２Ａからの励起光Ｌ２Ａの入射断面４２Ａのサイズは、第１の光源部３１Ａからの励起光Ｌ１Ａの入射断面４１Ａのサイズよりも大きくなる。
【００９０】
以上のような入射断面４１Ａ，４２Ａ及び発散角θを有する励起光Ｌ１Ａ，Ｌ２Ａは、それぞれ集光レンズ２２を通って蛍光体２３上に照射される。このような場合、第２の光源部３２Ａからの励起光Ｌ２Ａは、第１の光源部３１Ａからの励起光Ｌ１Ａよりも集光レンズ２２において絞られることとなる。本例における蛍光体２３上の励起光Ｌ１Ａ，Ｌ２Ａの光量分布を図１１に示す。
【００９１】
図１１の（ａ）は、図１０の例における蛍光体２３の主面上の励起光の光量分布を示す。図１１の（ｂ）は、図１１の（ａ）のＸ方向における励起光の光量分布を示す。
【００９２】
図１１に示す蛍光体２３上の光量分布において、ロー成分Ｉ１Ａは第１の光源部３１Ａからの励起光Ｌ１Ａに基づき、ハイ成分Ｉ２Ａは、第２の光源部３２Ａからの励起光Ｌ２Ａに基づく。図１１に示すように、集光点Ｐ１Ａを集光レンズ２２に近付けることにより、ロー成分Ｉ１Ａのように広域に拡がる光量分布が得られ、集光点Ｐ２Ａを集光レンズ２２から遠ざけることにより、ハイ成分Ｉ２Ａのように中央に局在する光量分布が得られる。
【００９３】
以上の説明では、第１及び第２の光源部３１Ａ，３２Ａの配置を変更して集光点Ｐ１Ａ，Ｐ２Ａから集光レンズ２２までの距離をずらしたが、これに限らず、各光源部３１Ａ，３２Ａから集光レンズ２２までの光路長を異ならせる種々の設定を行ってもよい。
【００９４】
以上のように、本実施形態に係る光源ユニット２Ａでは、第１の光源部３１Ａから集光レンズ２２までの光路長と、第２の光源部３２Ａから集光レンズ２２までの光路長とが、互いに異なる。これによっても、蛍光体２３上の励起光Ｌ１Ａ，Ｌ２Ａの光量分布を変化させ、光源ユニット２Ａの出力光（蛍光体２３からの出射光）の照度分布を制御することができる。
【００９５】
また、上記の説明では、第１及び第２の光源部３１Ａ，３２Ａの発散角θが共通の例を説明したが、これに限らず、実施形態１と同様に、第１及び第２の光源部３１Ａ，３２Ａの発散角を異ならせてもよい。例えば、第１及び第２の光源部において、より発散角が小さい一方を集光レンズ２２に近付けることにより、全体サイズの縮小を図れる。また、より発散角が小さい一方を集光レンズ２２から遠くすることにより、良好な蛍光体２３上の光量分布を得ることができる。
【００９６】
（実施形態３）
以下、図１２，１３を用いて、実施形態３を説明する。実施形態３では、励起光の光軸の傾きをずらすことにより、光量分布の位置制御を行う例を説明する。
【００９７】
以下、実施形態１に係る照明装置１及び光源ユニット２と同様の構成、動作の説明は適宜、省略して、本実施形態に係る光源ユニットを説明する。
【００９８】
図１２は、実施形態３に係る光源ユニット２Ｂの構成を示す図である。本実施形態に係る光源ユニット２Ｂでは、実施形態１の光源ユニット２に対して、図１２に示すように、第１の光源部３１Ｂの光軸（出射側）をＺ方向から−Ｙ側に傾けている。また、以下では、第１の光源部３１Ｂは、光源素子３３と出射レンズ３５Ｂを備え、第１の光源部３１Ｂの発散角が、第２の光源部３２の発散角θ２と同じに設定された例を説明する。
【００９９】
図１２の例においては、第１の光源部３１Ｂの光軸が、Ｚ方向に平行な第２の光源部３２の光軸よりも−Ｙ側に傾いている。即ち、第２の光源部３２の光軸は集光レンズ２２の光軸と実質的に平行であるのに対して、第１の光源部３１Ｂの光軸は集光レンズ２２の光軸と平行ではなく傾斜している。このため、第１の光源部３１Ｂからの励起光Ｌ１Ｂの入射断面４１Ｂの形状は、第２の光源部３２からの励起光Ｌ２の入射断面４２の形状よりもＹ方向において扁長している。本例における蛍光体２３上の励起光Ｌ１Ｂ，Ｌ２の光量分布を図１３に示す。
【０１００】
図１３の（ａ）は、図１２の例における蛍光体２３の主面上の励起光の光量分布を示す。図１３の（ｂ）は、図１３の（ａ）のＹ方向における励起光の光量分布を示す。図１３の（ｃ）は、図１３の（ａ）のＸ方向における励起光の光量分布を示す。
【０１０１】
図１３に示すように、本例の蛍光体２３上の光量分布は、実施形態１と同様のハイ成分Ｉ２と、第１の光源部３１Ｂからの励起光Ｌ１Ｂに基づくシフト成分Ｉ１Ｂとを含む。シフト成分Ｉ１Ｂは、第１の光源部３１Ｂの光軸を傾けた分、ハイ成分Ｉ２よりも−Ｙ側にシフトしている。このように、励起光Ｌ１Ｂを出射する第１の光源部３１Ｂの光軸を集光レンズ２２の光軸と平行な位置から傾斜させることにより、蛍光体２３上に照射される励起光の位置（光量分布）を制御することができる。
【０１０２】
以上のように、本実施形態に係る光源ユニット２Ｂでは、第１の光源部３１Ｂの光軸の向きと、第２の光源部３２の光軸の向きとが、互いに異なる。これにより、蛍光体２３上に照射される励起光の位置を多様に異ならせることが可能となり、光源ユニット２Ｂの出力光の照度分布を多様に制御することができる。
【０１０３】
（実施形態４）
以下、図１４，１５を用いて、実施形態４を説明する。実施形態１では、励起光Ｌ１，Ｌ２にそれぞれ集光点Ｐ１，Ｐ２を設定した。実施形態４では、励起光が集光点を有しない例を説明する。
【０１０４】
以下、実施形態１係る照明装置１及び光源ユニット２と同様の構成、動作の説明は適宜、省略して、本実施形態に係る光源ユニットを説明する。
【０１０５】
図１４は、実施形態４に係る光源ユニット２Ｃの構成を示す図である。本実施形態に係る光源ユニット２Ｃでは、実施形態１と同様の構成において、図１４に示すように、第１及び第２の光源部３１Ｃ，３２Ｃから集光レンズ２２までの励起光Ｌ１Ｃ，Ｌ２Ｃの光路上に集光点を設けていない。
【０１０６】
本実施形態において、第１の光源部３１Ｃは、励起光Ｌ１Ｃが出射レンズ３５Ｃから発散しながら集光レンズ２２に到達するように、出射レンズ３５Ｃにおいて、励起光Ｌ１Ｃによる光束の広がりの角度θ１Ｃを設定する。また、第２の光源部３２Ｃは、集光レンズ２２までの光路上に集光点が生じない範囲内で光源素子３４からの励起光Ｌ２Ｃを収束させるように、出射レンズ３６Ｃにおいて、励起光Ｌ２Ｃによる光束の広がりの角度θ２Ｃを設定する。
【０１０７】
以上の構成によると、第１の光源部３１Ｃからの励起光Ｌ１Ｃは発散しながら集光レンズ２２に入射し、第２の光源部３２Ｃからの励起光Ｌ２Ｃは収束しながら集光レンズ２２に入射する。このため、第１の光源部３１Ｃからの励起光Ｌ１Ｃの入射断面４１Ｃのサイズは、第２の光源部３２Ｃからの励起光Ｌ２Ｃの入射断面４２Ｃのサイズよりも大きくなる。本例における蛍光体２３上の励起光Ｌ１Ｃ，Ｌ２Ｃの光量分布を図１５に示す。
【０１０８】
図１５の（ａ）は、図１４の例における蛍光体２３の主面上の励起光の光量分布を示す。図１５の（ｂ）は、図１５の（ａ）のＸ方向における励起光の光量分布を示す。
【０１０９】
図１５に示す蛍光体２３上の光量分布において、広域に分布するロー成分Ｉ１Ｃは、第１の光源部３１Ｃからの励起光Ｌ１Ｃに基づき、中央に局在したハイ成分Ｉ２Ｃは、第２の光源部３２Ｃからの励起光Ｌ２Ｃに基づく。このように、各光源部３１Ｃ，３２Ｃから集光レンズ２２までの光路上に集光点が生じない範囲内で励起光Ｌ１Ｃ，Ｌ２Ｃを収束させたり、発散させたりすることによっても、蛍光体２３上の光量分布を制御でき、所望の照度分布を有する出力光を得ることができる。
【０１１０】
（実施形態５）
以下、図１６，１７を用いて、実施形態５を説明する。実施形態５では、二軸方向において励起光による光束の広がりの角度を設定し、光量分布の形状を制御する例を説明する。
【０１１１】
以下、実施形態１に係る照明装置１及び光源ユニット２と同様の構成、動作の説明は適宜、省略して、本実施形態に係る光源ユニットを説明する。
【０１１２】
図１６は、実施形態５に係る光源ユニット２Ｄの構成を示す図である。本実施形態に係る光源ユニット２Ｄでは、図１６に示すように、第１の光源部３１Ｄにおいて、励起光Ｌ１Ｄによる光束のＸ方向の広がりを表す発散角θｘと、Ｙ方向の広がりを表す発散角θｙとを異ならせる。このような設定は、例えば第１の光源部３１Ｄにおける出射レンズ３５Ｄで行うことができる。また、光源素子から出射する励起光の発散角の差を用いて行うことができる。
【０１１３】
図１６の例では、第１の光源部３１Ｄからの励起光Ｌ１ＤのＸ方向の発散角θｘが、Ｙ方向の発散角θｙよりも小さくなるように設定されている。このため、第１の光源部３１Ｄからの励起光Ｌ１Ｄの入射断面４１Ｄの形状は、Ｘ，Ｙ方向におけるＹ方向が長手方向の楕円形状になっている。本例における蛍光体２３上の励起光Ｌ１Ｄの光量分布を図１７に示す。
【０１１４】
図１７の（ａ）は、図１６の例における蛍光体２３の主面上の励起光の光量分布を示す。図１７の（ｂ）は、図１７の（ａ）のＹ方向における励起光の光量分布を示す。図１７の（ｃ）は、図１７の（ａ）のＸ方向における励起光の光量分布を示す。
【０１１５】
図１７に示すように、本例の蛍光体２３上のＸ，Ｙ方向における励起光Ｌ１Ｄの光量分布は、Ｙ方向を長手方向として形成されている。以上のように、Ｘ，Ｙ方向における発散角θｘ，θｙ等を調整することにより、蛍光体２３上の励起光の光量分布の形状を制御できる。これにより、光源ユニット２Ｄの出力光の照度分布を種々の形状で得ることができる。
【０１１６】
（他の実施形態）
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、実施形態１〜５を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、適宜、変更、置換、付加、省略などを行った実施の形態にも適用可能である。また、上記各実施形態で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。そこで、以下、他の実施形態を例示する。
【０１１７】
上記の実施形態１では、光源ユニット２において開口部２１ａを備えたミラー２１（図２）を用いたが、光源ユニット２の構成はこれに限らない。この変形例について、図１８を用いて説明する。
【０１１８】
図１８は、実施形態１の変形例に係る光源ユニット２Ｅの構成を示す図である。実施形態１では、ミラー２１に形成された複数の開口部２１ａを光源３からの励起光が通過し、蛍光体２３からの出射光はミラー２１で反射した（図２参照）。本変形例の光源ユニット２Ｅは、実施形態１と同様の構成において、ミラー２１の代わりに、図１８に示すように、光源３からの励起光Ｌ３を反射するための複数の反射領域２５ａ（反射部）を有する光学部材２５を備える。
【０１１９】
本変形例の光源ユニット２Ｅにおいて、光学部材２５は、例えば透明基板上に、反射領域２５ａに対応するドット状の光反射膜を複数、設けて構成される。光学部材２５の配置は、実施形態１のミラー２１の配置と同様である。また、複数の反射領域２５ａは、実施形態１における開口部２１ａと同様に、光源３に含まれる各光源部３０の光軸が通過する位置に設定される。そして、各々の光源部３０からの励起光は、より収束した状態で、対応する反射領域２５ａに入射し、反射される。光学部材２５は、反射領域２５ａ以外の領域では、蛍光などの光を透過する。また、ミラー２１における開口部２１ａの位置と同様に、光学部材２５における反射領域２５ａの位置は、光学部材２５の中央よりも外縁付近に設定される。
【０１２０】
本変形例の光源ユニット２Ｅでは、図１８に示すように、蛍光体２３は、光学部材２５の−Ｙ側において、主面をＸＺ平面に平行に、且つ＋Ｙ側に向けるように配置される。また、集光レンズ２２は、光学部材２５と蛍光体２３との間において、光軸をＹ方向に向けるように配置される。
【０１２１】
本変形例の光源ユニット２Ｅでは、複数の光源部３０を有する光源３からの励起光Ｌ３は、それぞれ対応する光学部材２５の反射領域２５ａにおいて反射されて、集光レンズ２２を介して蛍光体２３に照射される。また、蛍光体２３は−Ｙ向きに入射する励起光Ｌ３に対して、＋Ｙ向きに反射するように蛍光等を出射する。蛍光体２３からの出射光は、集光レンズ２２を介して＋Ｙ方向に進み、光学部材２５を透過して、光源ユニット２Ｅの出力光として出力される。以上のような光源ユニット２Ｅにおいても、上記実施形態１〜５と同様に、蛍光体２３上の光量分布を制御して、所望の照度分布を有する出力光を得ることができる。
【０１２２】
また、上記の各実施形態では、光源ユニット２〜２Ｅにおいて、入射する励起光に対して反射するように蛍光等を出射する蛍光体２３を用いた。本開示に係る光源ユニットの蛍光体はこれに限らず、例えば、入射する励起光に対して蛍光等を透過するように出射する蛍光体が用いられてもよい。この場合、励起光を蛍光体に入射させるためのミラー２１或いは光学部材２５のような構成を適宜、省略することができる。また、例えば蛍光体の透過側に集光レンズ２２と同様の光学系等を設けて、出力光を外部に出力することができる。
【０１２３】
また、上記の各実施形態では、光源ユニットは、第１及び第２の光源部を備えたが、本開示に係る光源ユニットは勿論、更なる光源部を一つ又は複数、備えてもよい。更なる光源部は、第１及び第２の光源部と同様に光源素子及び出射レンズを備え、第１及び第２の光源部とは異なる光量分布を形成するように励起光を蛍光体２３に照射する。
【０１２４】
また、上記の各実施形態では、光源ユニットが青色光の励起光の一部を黄色光の蛍光に変換して白色光を出力する例を説明したが、本開示に係る光源ユニットはこれに限定されない。例えば、光源ユニットは、青色光の励起光を黄色光に変換し、黄色光を出力光として出力してもよい。また、本開示において、励起光は、青色光に限らず、種々の波長帯の光であってもよい。また、蛍光も、黄色光に限らず、種々の波長帯の光であってもよい。以上のように、本開示に係る光源ユニットは、種々の励起光に基づき各種の光を出力してもよい。
【０１２５】
また、上記の各実施形態では、光源ユニット２〜２Ｅ及び照明装置１の適用例として、車載用途について説明したが、本開示に係る光源ユニット及び照明装置の適用例はこれに限らない。本開示に係る光源ユニット及び照明装置は、例えば、舞台演出等のスポットライトや、室内用照明、屋外用照明、プロジェクションマッピング等の種々の技術に適用可能である。
【０１２６】
以上のように、本開示における技術の例示として、実施の形態を説明した。そのために、添付図面及び詳細な説明を提供した。
【０１２７】
したがって、添付図面及び詳細な説明に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須な構成要素だけでなく、上記技術を例示するために、課題解決のためには必須でない構成要素も含まれ得る。そのため、それらの必須ではない構成要素が添付図面や詳細な説明に記載されていることをもって、直ちに、それらの必須ではない構成要素が必須であるとの認定をするべきではない。
【０１２８】
また、上述の実施の形態は、本開示における技術を例示するためのものであるから、請求の範囲またはその均等の範囲において、種々の変更、置換、付加、省略などを行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【０１２９】
本開示は、ヘッドライトやスポットライト、室内用照明、屋外用照明、プロジェクションマッピング等に適用可能である。
【符号の説明】
【０１３０】
１    照明装置
１２    ＤＭＤ
２，２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ，２Ｅ    光源ユニット
２１    ミラー
２１ａ    開口部
２２    集光レンズ
２３    蛍光体
２５    光学部材
２５ａ    反射領域
３    光源
３０    光源部
３１，３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ，３１Ｄ    第１の光源部
３２，３２Ａ，３２Ｃ    第２の光源部
３３，３４，３８    光源素子
３５，３５Ａ，３５Ｂ，３５Ｃ，３５Ｄ，３６，３６Ａ，３６Ｃ，３９    出射レンズ
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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