(57)【要約】【課題】製造時間を短縮することが可能な投光装置を提供する。【解決手段】この投光装置１は、Ｃ方向に配列される複数の半導体レーザ素子１１と、レーザ光が照射され蛍光を出射する蛍光部材２２と、複数の半導体レーザ素子１１から出射したレーザ光を透過して蛍光部材２２に照射する集光レンズ２１と、を備える。集光レンズ２１は、レーザ光をＣ方向には集光せず、レーザ光をＣ方向と交差するＤ方向に集光する。【選択図】図７
2013161552.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１方向に配列され、レーザ光を出射する複数のレーザ発生器と、
前記レーザ光が照射され蛍光を出射する蛍光部材と、
前記複数のレーザ発生器から出射したレーザ光を透過して前記蛍光部材に照射する集光レンズと、
前記蛍光部材から出射した光を投光する投光部材と、
を備え、
前記集光レンズは、前記レーザ光を前記第１方向には集光せず、前記レーザ光を前記第１方向と交差する第２方向に集光することを特徴とする投光装置。
【請求項２】
前記複数のレーザ発生器は同一の基板に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の投光装置。
【請求項３】
前記複数のレーザ発生器は前記レーザ光の長軸方向と直交する方向に配列されていることを特徴とする請求項１または２に記載の投光装置。
【請求項４】
前記複数のレーザ発生器から出射した各レーザ光の光軸が前記レーザ発生器から離れるにしたがって互いに近づくように、前記複数のレーザ発生器は配置されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の投光装置。
【請求項５】
前記蛍光部材は前記レーザ光が照射される照射面を含み、
前記複数のレーザ発生器から出射し前記集光レンズを透過した各レーザ光の光軸と前記蛍光部材の照射面との交点は、１点であることを特徴とする請求項４に記載の投光装置。
【請求項６】
前記蛍光部材は前記レーザ光が照射される照射面を含み、
前記複数のレーザ発生器から出射し前記集光レンズを透過した各レーザ光の光軸と前記蛍光部材の照射面との交点は、複数点であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の投光装置。
【請求項７】
複数の前記交点は、前記レーザ光が照射されることにより白色光を出射する点と、前記レーザ光が照射されることにより橙色光を出射する点とを含むことを特徴とする請求項６に記載の投光装置。
【請求項８】
前記蛍光部材は、前記レーザ光が照射されることにより白色光を出射する白色蛍光体と、前記レーザ光が照射されることにより橙色光を出射する橙色蛍光体とを含み、
前記白色蛍光体は車両用の前照灯の光源として機能し、
前記橙色蛍光体は車両用の方向指示器の光源として機能することを特徴とする請求項７に記載の投光装置。
【請求項９】
前記複数のレーザ発生器は個別に駆動されることを特徴とする請求項６〜８のいずれか１項に記載の投光装置。
【請求項１０】
前記投光部材は前記蛍光部材から出射した光を反射する反射部材を含むことを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の投光装置。
【請求項１１】
前記反射部材には、前記レーザ発生器からのレーザ光を通過させて前記蛍光部材に到達させる貫通穴が形成されていることを特徴とする請求項１０に記載の投光装置。
【請求項１２】
前記投光部材は前記蛍光部材から出射した光を透過するレンズを含むことを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の投光装置。
【請求項１３】
前記集光レンズはシリンドリカルレンズを含むことを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載の投光装置。
【請求項１４】
前記複数のレーザ発生器を収納するとともに、前記レーザ光の出射側に開口部を有する収納部材と、
前記収納部材の開口部に取り付けられるとともに、前記レーザ光を透過する機能を有するカバー部材と、
を備え、
前記集光レンズは前記カバー部材に固定されていることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１項に記載の投光装置。
【請求項１５】
車両用の灯具として用いられることを特徴とする請求項１〜１４のいずれか１項に記載の投光装置。
【請求項１６】
第１方向に配列され、レーザ光を出射する複数のレーザ発生器と、
前記複数のレーザ発生器から出射したレーザ光を透過して蛍光部材に照射する集光レンズと、
を備え、
前記集光レンズは、前記レーザ光を前記第１方向には集光せず、前記レーザ光を前記第１方向と交差する第２方向に集光することを特徴とするレーザ照射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、投光装置およびレーザ照射装置に関し、特に、複数のレーザ発生器を備えた投光装置およびレーザ照射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数のレーザ発生器とレーザ光が照射され蛍光を出射する蛍光部材とを備えた投光装置が知られている。従来の投光装置の一例は、複数のレーザ発生器と、レーザ光が照射され蛍光を出射する蛍光部材と、レーザ発生器から出射したレーザ光を透過して蛍光部材に照射する複数の集光レンズと、蛍光部材から出射した光を投光する反射部材とを備えている。集光レンズは、レーザ発生器毎に設けられている。
【０００３】
この投光装置では、複数のレーザ発生器から出射したレーザ光は、対応する集光レンズにより集光され蛍光部材に照射されるとともに、蛍光部材により蛍光に変換される。蛍光部材から出射した蛍光は、反射部材により投光装置の前方に投光される。
【０００４】
なお、複数のレーザ発生器と蛍光部材とを備えた投光装置は、例えば特許文献１に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２４１１４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記した従来の投光装置では、各レーザ発生器から出射したレーザ光を蛍光部材に照射するために、レーザ発生器毎に集光レンズを設けるので、レーザ発生器と集光レンズとの光学的調整箇所が多くなる。このため、投光装置の製造に時間がかかるという問題点がある。
【０００７】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の目的は、製造時間を短縮することが可能な投光装置およびレーザ照射装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、この発明の投光装置は、第１方向に配列され、レーザ光を出射する複数のレーザ発生器と、レーザ光が照射され蛍光を出射する蛍光部材と、複数のレーザ発生器から出射したレーザ光を透過して蛍光部材に照射する集光レンズと、蛍光部材から出射した光を投光する投光部材と、を備え、集光レンズは、レーザ光を第１方向には集光せず、レーザ光を第１方向と交差する第２方向に集光する。
【０００９】
この発明の投光装置では、上記のように、第１方向に配列され、レーザ光を出射する複数のレーザ発生器と、複数のレーザ発生器から出射したレーザ光を透過して蛍光部材に照射する集光レンズとを備える。これにより、複数のレーザ発生器に対して１つ（共通）の集光レンズを調整すればよいので、投光装置の製造時間を短縮することができる。また、複数のレーザ発生器に対して共通の集光レンズを設けるので、部品点数を削減することができるとともに、小型化することができる。
【００１０】
また、上記のように、集光レンズはレーザ光を第１方向には集光しないので、レーザ発生器と集光レンズとの光学的調整を第１方向には行う必要がない。これにより、レーザ発生器と集光レンズとの光学的調整をより容易に行うことができ、投光装置の製造時間をより短縮することができる。また、集光レンズは、レーザ光を第１方向と交差する第２方向に集光するので、蛍光部材の照射領域の第２方向の長さを集光レンズにより制御することができる。
【００１１】
なお、この発明の投光装置では、レーザ発生器から蛍光部材までの距離により、蛍光部材の照射領域の第１方向の長さが決定され、集光レンズにより、蛍光部材の照射領域の第２方向の長さが決定される。
【００１２】
上記投光装置において、好ましくは、複数のレーザ発生器は同一の基板に設けられている。このように構成すれば、第１方向に配列された複数のレーザ発生器を容易に得ることができる。なお、「複数のレーザ発生器は同一の基板に設けられている」とは、複数のレーザ発生器が同一の実装基板に実装されている場合や、１つの半導体基板上に複数のレーザ素子部（レーザ発生器）が形成されている場合を含む概念である。
【００１３】
上記投光装置において、好ましくは、複数のレーザ発生器はレーザ光の長軸方向と直交する方向に配列されている。このように構成すれば、集光レンズによりレーザ光を長軸方向（第２方向）に集光することができる。これにより、蛍光部材の照射領域が長軸方向に大きくなるのを抑制することができるので、特に有効である。
【００１４】
上記投光装置において、好ましくは、複数のレーザ発生器から出射した各レーザ光の光軸がレーザ発生器から離れるにしたがって互いに近づくように、複数のレーザ発生器は配置されている。このように構成すれば、蛍光部材の照射領域が第１方向に大きくなるのを抑制することができる。
【００１５】
なお、本明細書および特許請求の範囲において、光軸とは、光束が最も高い方向に延びる軸をいう。
【００１６】
上記各レーザ光の光軸が互いに近づくように複数のレーザ発生器が配置されている投光装置において、好ましくは、蛍光部材はレーザ光が照射される照射面を含み、複数のレーザ発生器から出射し集光レンズを透過した各レーザ光の光軸と蛍光部材の照射面との交点は、１点である。
【００１７】
上記投光装置において、好ましくは、蛍光部材はレーザ光が照射される照射面を含み、複数のレーザ発生器から出射し集光レンズを透過した各レーザ光の光軸と蛍光部材の照射面との交点は、複数点である。
【００１８】
上記各レーザ光の光軸と蛍光部材の照射面との交点が複数点である投光装置において、好ましくは、複数の交点は、レーザ光が照射されることにより白色光を出射する点と、レーザ光が照射されることにより橙色光を出射する点とを含む。このように構成すれば、１つの投光装置から白色光と橙色光とを出射することができる。
【００１９】
この場合、好ましくは、蛍光部材は、レーザ光が照射されることにより白色光を出射する白色蛍光体と、レーザ光が照射されることにより橙色光を出射する橙色蛍光体とを含み、白色蛍光体は車両用の前照灯の光源として機能し、橙色蛍光体は車両用の方向指示器の光源として機能する。このように構成すれば、１つの投光装置で前照灯と方向指示器とを兼ねることができるので、特に有効である。
【００２０】
なお、本明細書および特許請求の範囲において、白色蛍光体とは、混色されることにより白色光となる光を出射する蛍光体を意味し、例えば、励起光を赤色光、緑色光および青色光にそれぞれ変換する赤色蛍光体、緑色蛍光体および青色蛍光体の３種類の蛍光体や、励起光を黄色光および青色光にそれぞれ変換する黄色蛍光体および青色蛍光体の２種類の蛍光体等を含む概念である。
【００２１】
上記各レーザ光の光軸と蛍光部材の照射面との交点が複数点である投光装置において、好ましくは、複数のレーザ発生器は個別に駆動される。このように構成すれば、蛍光部材の照射領域を変化させることができるので、投光装置から出射する光の投光パターンを変化させることができる。
【００２２】
上記投光装置において、好ましくは、投光部材は蛍光部材から出射した光を反射する反射部材を含む。このように構成すれば、蛍光部材から出射した光を所定の方向に容易に反射することができる。
【００２３】
上記投光部材が反射部材を含む投光装置において、好ましくは、反射部材には、レーザ発生器からのレーザ光を通過させて蛍光部材に到達させる貫通穴が形成されている。このように構成すれば、レーザ発生器が反射部材の外部に配置されている場合に、レーザ発生器から出射したレーザ光を蛍光部材に容易に照射することができる。
【００２４】
上記投光装置において、好ましくは、投光部材は蛍光部材から出射した光を透過するレンズを含む。このように構成すれば、蛍光部材から出射した光を所定の方向に容易に投光することができる。
【００２５】
上記投光装置において、好ましくは、集光レンズはシリンドリカルレンズを含む。このように構成すれば、第１方向に配列された複数のレーザ発生器から出射したレーザ光を透過して蛍光部材に照射するように、集光レンズを容易に形成することができる。また、レーザ光を第１方向に集光せず第２方向に集光するように、集光レンズを容易に形成することができる。
【００２６】
上記投光装置において、好ましくは、複数のレーザ発生器を収納するとともに、レーザ光の出射側に開口部を有する収納部材と、収納部材の開口部に取り付けられるとともに、レーザ光を透過する機能を有するカバー部材と、を備え、集光レンズはカバー部材に固定されている。このように構成すれば、レーザ発生器と集光レンズとの光学的調整をより容易に行うことができる。また、集光レンズをカバー部材に固定した後では複数のレーザ発生器と集光レンズとを１つの部品として取り扱うことができるので、投光装置の製造をより容易に行うことができる。
【００２７】
上記投光装置は、好ましくは、車両用の灯具として用いられる。
【００２８】
この発明のレーザ照射装置は、第１方向に配列され、レーザ光を出射する複数のレーザ発生器と、複数のレーザ発生器から出射したレーザ光を透過して蛍光部材に照射する集光レンズと、を備え、集光レンズは、レーザ光を第１方向には集光せず、レーザ光を第１方向と交差する第２方向に集光する。
【００２９】
この発明のレーザ照射装置では、上記のように、第１方向に配列され、レーザ光を出射する複数のレーザ発生器と、複数のレーザ発生器から出射したレーザ光を透過して蛍光部材に照射する集光レンズとを備える。これにより、複数のレーザ発生器に対して１つ（共通）の集光レンズを調整すればよいので、レーザ照射装置の製造時間を短縮することができる。また、複数のレーザ発生器に対して共通の集光レンズを設けるので、部品点数を削減することができるとともに、小型化することができる。
【００３０】
また、上記のように、集光レンズはレーザ光を第１方向には集光しないので、レーザ発生器と集光レンズとの光学的調整を第１方向には行う必要がない。これにより、レーザ発生器と集光レンズとの光学的調整をより容易に行うことができ、レーザ照射装置の製造時間をより短縮することができる。また、集光レンズは、レーザ光を第１方向と交差する第２方向に集光するので、蛍光部材の照射領域の第２方向の長さを集光レンズにより制御することができる。
【発明の効果】
【００３１】
以上のように、本発明によれば、製造時間を短縮することが可能な投光装置およびレーザ照射装置を容易に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の第１実施形態の投光装置の構造を示した断面図である。
【図２】図１に示した本発明の第１実施形態の投光装置の構造を示した斜視図である。
【図３】図１に示した本発明の第１実施形態の投光装置のレーザ発生装置の構造を示した斜視図である。
【図４】図１に示した本発明の第１実施形態の投光装置の半導体レーザ素子の構造を示した斜視図である。
【図５】図１に示した本発明の第１実施形態の投光装置の半導体レーザ素子から出射するレーザ光を説明するための図である。
【図６】図１に示した本発明の第１実施形態の投光装置の半導体レーザ素子の配置を説明するための図である。
【図７】図１に示した本発明の第１実施形態の投光装置のレーザ発生装置に集光レンズを取り付けた状態を示した斜視図である。
【図８】図１に示した本発明の第１実施形態の投光装置の集光レンズの構造を示した斜視図である。
【図９】図１に示した本発明の第１実施形態の投光装置の集光レンズに入射したレーザ光の進行を説明するための側面図である。
【図１０】図１に示した本発明の第１実施形態の投光装置の集光レンズに入射したレーザ光の進行を説明するための上面図である。
【図１１】図１に示した本発明の第１実施形態の投光装置の蛍光部材の照射領域を示した図である。
【図１２】図１に示した本発明の第１実施形態の投光装置の蛍光部材周辺の構造を示した断面図である。
【図１３】図１に示した本発明の第１実施形態の投光装置の反射部材の構造を説明するための図である。
【図１４】図１に示した本発明の第１実施形態の投光装置により得られる投光パターンを説明するための図である。
【図１５】本発明の第２実施形態の投光装置の半導体レーザ素子の配置を説明するための図である。
【図１６】図１５に示した本発明の第２実施形態の投光装置の蛍光部材の照射領域を示した図である。
【図１７】図１５に示した本発明の第２実施形態の投光装置の動作および蛍光部材の照射領域を説明するための図である。
【図１８】図１５に示した本発明の第２実施形態の投光装置の動作および蛍光部材の照射領域を説明するための図である。
【図１９】図１５に示した本発明の第２実施形態の投光装置から出射する光を説明するための図である。
【図２０】図１５に示した本発明の第２実施形態の投光装置から出射する光を説明するための図である。
【図２１】図１５に示した本発明の第２実施形態の投光装置の動作および蛍光部材の照射領域を説明するための図である。
【図２２】図１５に示した本発明の第２実施形態の投光装置の動作および蛍光部材の照射領域を説明するための図である。
【図２３】本発明の第３実施形態の投光装置の半導体レーザ素子の配置を説明するための図である。
【図２４】図２３に示した本発明の第３実施形態の投光装置の動作および蛍光部材の照射領域を説明するための図である。
【図２５】図２３に示した本発明の第３実施形態の投光装置の動作および蛍光部材の照射領域を説明するための図である。
【図２６】本発明の第４実施形態の投光装置の構造を示した断面図である。
【図２７】本発明の第５実施形態の投光装置の構造を示した断面図である。
【図２８】本発明の第６実施形態の投光装置の構造を示した断面図である。
【図２９】本発明の変形例の投光装置の蛍光部材の照射領域を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、理解を容易にするために、断面図であってもハッチングを施さない場合や、断面図でなくてもハッチングを施す場合がある。
【００３４】
（第１実施形態）
まず、図１〜図１３を参照して、本発明の第１実施形態による投光装置１の構造について説明する。なお、図面簡略化のために、半導体レーザ素子１１の数を省略して描いている場合がある。
【００３５】
本発明の第１実施形態による投光装置１は、例えば自動車などの前方を照明する前照灯（灯具）として用いられるものである。投光装置１は図１および図２に示すように、レーザ光源（励起光源）として機能するレーザ発生装置１０と、レーザ発生装置１０から出射したレーザ光によって励起された蛍光体から発せられる蛍光を前方（Ａ方向）に投光する投光ユニット２０とを備える。なお、図２では、理解を容易にするために、投光ユニット２０の後述する取付部２４ｂおよび支持板２５を省略している。
【００３６】
レーザ発生装置１０は図３に示すように、複数の半導体レーザ素子１１（レーザ発生器）と、複数の半導体レーザ素子１１が半田など（図示せず）を用いて実装されるヒートスプレッダ１２と、これらを収納する金属製の収納部材１３とを含んでいる。
【００３７】
ヒートスプレッダ１２は、半導体レーザ素子１１から発生した熱を放熱する放熱部材として機能するとともに、複数の半導体レーザ素子１１が実装される実装基板として機能する。ヒートスプレッダ１２は例えば炭化ケイ素製の平板により形成されており、表面がＡｕコーティングされている。また、ヒートスプレッダ１２は収納部材１３の後述する載置部の１３ｃに半田付けされている。また、ヒートスプレッダ１２の実装面上には、半導体レーザ素子１１と電気的に接続される複数の電極パターン（図示せず）が形成されている。また、ヒートスプレッダ１２の実装面上には、複数の半導体レーザ素子１１がＣ方向（第１方向）に配列されて実装されている。このＣ方向は、半導体レーザ素子１１から出射するレーザ光の後述する長軸方向と直交する方向（略短軸方向）である。本実施形態では、全て（例えば１１個）の半導体レーザ素子１１が同一の基板（ヒートスプレッダ１２）に実装されており、同一平面（レーザ光の短軸を含む平面）内に配置されている。
【００３８】
半導体レーザ素子１１は例えばワイドストライプ型レーザであって、励起光として機能するレーザ光を出射する。また、半導体レーザ素子１１は、例えば約４０５ｎｍの中心波長を有する青紫色のレーザ光を出射するように構成されている。また、半導体レーザ素子１１は図４に示すように、例えば約２００μｍの幅（Ｗ１１）と、約１００μｍの厚み（Ｔ１１）と、約１０００μｍの長さ（Ｌ１１）とを有する。
【００３９】
また、半導体レーザ素子１１は、ｎ型ＧａＮから成る厚さ約１００μｍの基板１１ａと、基板１１ａ上に順に形成される層厚約０．５μｍのｎ型ＧａＮから成るバッファ層１１ｂ、層厚約２μｍのｎ型Ａｌ０．０５Ｇａ０．９５Ｎから成る下クラッド層１１ｃ、ＩｎＧａＮの多重量子井戸から成る活性層１１ｄ、および、層厚約０．５μｍ（最厚部）のｐ型Ａｌ０．０５Ｇａ０．９５Ｎから成る上クラッド層１１ｅとを含んでいる。
【００４０】
また、上クラッド層１１ｅの所定の位置には、Ｚ方向（半導体レーザ素子１１の長さ方向）に延びるリッジが設けられている。このリッジ上には、層厚約０．１μｍのｐ型ＧａＮから成るコンタクト層１１ｆと、Ｐｄから成る電極１１ｇとが形成されている。また、上クラッド層１１ｅの上面と、コンタクト層１１ｆおよび電極１１ｇの側面とを覆うようにＳｉＯ２から成る絶縁膜１１ｈが形成されている。また、絶縁膜１１ｈ上の所定領域には、リッジを覆うとともに、電極１１ｇにオーミック接触するパッド電極１１ｉが形成されている。また、基板１１ａの下面には、Ｈｆ／Ａｌから成る裏面電極１１ｊが形成されている。
【００４１】
そして、各半導体レーザ素子１１のパッド電極１１ｉはＡｕワイヤ１４を介してヒートスプレッダ１２の電極パターン（図示せず）に電気的に接続されている。また、各半導体レーザ素子１１の裏面電極１１ｊは図示しない半田層などを介してヒートスプレッダ１２の電極パターン（図示せず）に電気的に接続されている。なお、半導体レーザ素子１１の発光部１１ｋ（図５参照）の幅を規定するのは上クラッド層１１ｅのリッジ幅（図４のＷ１１ａ）であり、このリッジ幅は例えば１０μｍに設定される。この場合、発光部１１ｋの幅は約１０μｍとなる。また、レーザ発生装置１０には、ヒートスプレッダ１２の電極パターンと後述する電力供給部３０とを電気的に接続するリード線等（図示せず）が設けられている。
【００４２】
半導体レーザ素子１１のパッド電極１１ｉと裏面電極１１ｊとの間に直流電流を印加すると、図５に示すように、Ｘ方向（半導体レーザ素子１１の幅方向）およびＹ方向（半導体レーザ素子１１の厚み方向）に楕円状に広がるレーザ光が発光部１１ｋから出射される。このレーザ光の進行方向（Ｚ方向）に対して垂直なＸＹ面に投影される楕円光の光強度分布は、Ｘ方向およびＹ方向において共にガウス分布となる。Ｘ方向の光強度分布の半値全幅（θｘ）は約１０°で、Ｙ方向の光強度分布の半値全幅（θｙ）は約２０°であり、レーザ光の広がり角は、Ｙ方向がＸ方向より約２倍大きくなっている。このことにより、このレーザ光は、Ｘ方向を短軸方向、Ｙ方向を長軸方向として広がりながら進行する。
【００４３】
複数の半導体レーザ素子１１は図６に示すように、複数の半導体レーザ素子１１から出射した各レーザ光の光軸Ｉが半導体レーザ素子１１から離れるにしたがって互いに近づくように、配置されている。本実施形態では複数の半導体レーザ素子１１から出射し後述する集光レンズ２１を透過した各レーザ光の光軸Ｉと後述する蛍光部材２２の照射面２２ａとの交点が１点となるように、複数の半導体レーザ素子１１が配置されている。例えば、中央に配置される半導体レーザ素子１１ｍから照射領域Ｓの中心までの距離Ｌｓは、約１０ｍｍに設定されている。なお、複数の半導体レーザ素子１１は、各半導体レーザ素子１１から照射領域Ｓの中心までの距離が略等しくなるように配置されていてもよい。
【００４４】
また、収納部材１３は図３に示すように、レーザ光の出射側に開口部を有する円筒型に形成されており、円筒部１３ａ、蓋部１３ｂおよび載置部１３ｃを含む。収納部材１３を箱型ではなく円筒型に形成することによって、収納部材１３の強度を容易に向上させることが可能であるとともに、収納部材１３の周方向の角度調整を容易に行うことが可能となる。また、収納部材１３の開口部にはレーザ光を透過する機能を有するカバー部材１５（図１参照）が取り付けられており、収納部材１３の内部には不活性ガスが封入されている。カバー部材１５は例えばガラス板などにより形成されている。また、収納部材１３には放熱フィンなど（図示せず）が設けられていてもよく、収納部材１３は例えば空冷されてもよい。なお、図３および図７ではカバー部材１５を省略している。
【００４５】
また、図７に示すように、カバー部材１５の所定の位置には、投光ユニット２０の後述する集光レンズ２１が透明な接着層１６を介して固定されている。これにより、複数の半導体レーザ素子１１から出射したレーザ光は、集光レンズ２１に入射する。なお、レーザ発生装置１０および集光レンズ２１によって、本発明の「レーザ照射装置」が構成されている。
【００４６】
レーザ発生装置１０には図１に示すように、半導体レーザ素子１１に電力を供給する電力供給部３０が接続されている。電力供給部３０は、複数の半導体レーザ素子１１に個別に通電して駆動できるように構成されている。なお、本実施形態では電力供給部３０は、半導体レーザ素子１１を個別に駆動しないように構成されていてもよい。電力供給部３０は、投光装置１全体を制御する制御部３１に接続されており、制御部３１からの制御信号に基づいて、半導体レーザ素子１１の駆動／停止を切り替えるように構成されている。制御部３１は、例えば投光装置１を点灯／消灯するために運転者が操作する主スイッチ（図示せず）に接続されている。
【００４７】
なお、レーザ発生装置１０に約５５Ｗの電力を供給した場合、投光装置１の２５ｍ前方における中心位置（最大照度点）の照度は、約２２０ルクス（ｌｘ）になる。これは、自動車用のハイビーム（走行用前照灯）として十分な照度である。
【００４８】
投光ユニット２０は、レーザ発生装置１０（半導体レーザ素子１１）のレーザ光出射側に配置され、レーザ発生装置１０からのレーザ光を透過する集光レンズ２１と、集光レンズ２１から出射したレーザ光の少なくとも一部を蛍光に変換して出射する蛍光部材２２と、蛍光部材２２から出射した蛍光を所定の方向（Ａ方向）に向かって反射する反射部材２３（投光部材）と、蛍光部材２２が固定される取付部材２４とを含んでいる。なお、反射部材２３の開口部（Ａ方向の端部）には、励起光を遮光（吸収または反射）し、蛍光を透過するフィルタ部材（図示せず）が設けられていてもよい。このように構成すれば、レーザ光が投光装置１の外部に漏れるのを防止することが可能である。
【００４９】
集光レンズ２１は透光性を有するガラスや樹脂などにより形成されている。また、集光レンズ２１は図８に示すように、シリンドリカルレンズにより形成されており、複数の半導体レーザ素子１１から出射したレーザ光が入射される光入射面２１ａと、レーザ光を出射する光出射面２１ｂとを含んでいる。
【００５０】
光入射面２１ａは、例えば１．８ｍｍの高さ（Ｈ２１ａ）を有する略長方形状の平坦面により形成されている。光出射面２１ｂは例えばＲ１．０ｍｍの曲率半径を有する曲面により形成されている。光入射面２１ａ上には、図示しない反射防止（ＡＲ（Ａｎｔｉ  Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ））膜が形成されていてもよい。
【００５１】
この集光レンズ２１は、レーザ光をＣ方向（水平方向）には集光せず、レーザ光をＣ方向と直交（交差）するＤ方向（第２方向）に集光する。言い換えると、集光レンズ２１は、レーザ光のＣ方向の放射角度を変更せず、レーザ光のＤ方向の放射角度を小さくする。
【００５２】
ここで、集光レンズ２１に入射したレーザ光の進行について簡単に説明する。図９および図１０に示すように、半導体レーザ素子１１から出射したレーザ光は、長軸方向（Ｄ方向）および短軸方向（Ｃ方向）に広がりながら進行し、集光レンズ２１の光入射面２１ａに入射する。そして、レーザ光は、光出射面２１ｂから出射し、蛍光部材２２に照射される。このとき、レーザ光は、Ｃ方向には集光されず、Ｄ方向にのみ集光される。またこのとき、図６に示すように、各レーザ光は蛍光部材２２上の１点に照射される。そして、蛍光部材２２の照射領域Ｓは図１１に示すように、Ｃ方向に広がった楕円形状になる。具体的には、半導体レーザ素子１１から出射するレーザ光のＣ方向の広がり角はもともと小さいので、照射領域ＳのＣ方向の長さＬｃは約１．７ｍｍにしか広がらない。一方、半導体レーザ素子１１から出射したレーザ光は集光レンズ２１によりＤ方向に集光されるので、照射領域ＳのＤ方向の長さＬｄはＬｃよりも小さく（例えば１／３程度）になる。
【００５３】
なお、この投光装置１では、半導体レーザ素子１１から蛍光部材２２までの距離Ｌｓ（図６参照）により、蛍光部材２２の照射領域ＳのＣ方向の長さＬｃが決定され、集光レンズ２１により、蛍光部材２２の照射領域ＳのＤ方向の長さＬｄが決定される。
【００５４】
また、図１２に示すように、集光レンズ２１のＤ方向の中心線Ｏ２１は、蛍光部材２２の後述する照射面２２ａの垂線Ｎ２２に対して角度α１（例えば約３０度）だけ、Ｂ方向（投光方向（Ａ方向）とは反対側）に傾斜している。また、集光レンズ２１の光出射面２１ｂと蛍光部材２２の照射面２２ａとの間には隙間（空間）が形成されている。なお、投光方向とは、投光装置１の例えば２５ｍ前方の最も照明したい部分に向かう方向であり、例えば反射面２３ａの開口部の中心から２５ｍ前方の最大照度点に向かう方向である。
【００５５】
蛍光部材２２はレーザ光が照射される照射面２２ａを有する。また、蛍光部材２２の背面（照射面２２ａとは反対側の面）はアルミニウムからなる支持板２５に接触されている。蛍光部材２２は、例えば電気泳動法により支持板２５上に堆積されることにより形成されている。この支持板２５は約１０ｍｍの幅と、約１０ｍｍの長さと、約１ｍｍの厚みとを有する。また、蛍光部材２２は約１０ｍｍの幅と、約１０ｍｍの長さと、約０．１ｍｍの均一な厚みとを有する。この蛍光部材２２の照射面２２ａの中央部に図１１に示すように、集光レンズ２１を通して集光されたレーザ光が照射される。そして、蛍光部材２２はＣ方向に長い楕円形状に励起され、楕円形状の領域（照射領域Ｓ）から蛍光が出射する。なお、蛍光部材２２および支持板２５の幅および長さは上記に限定されず、レーザ光が照射される照射領域Ｓのサイズに合わせて適宜変更可能である。例えば、レーザ光を照射する面積に相当する面積分のみを有する蛍光部材２２を用いて、レーザ光を蛍光部材２２の照射面２２ａの全面に照射することも可能である。
【００５６】
また、蛍光部材２２は、例えば青紫色光（励起光）を赤色光、緑色光および青色光にそれぞれ変換して出射する３種類の蛍光体粒子を用いて形成されている。青紫色光を赤色光に変換する蛍光体としては、例えばＣａＡｌＳｉＮ３：Ｅｕが挙げられる。青紫色光を緑色光に変換する蛍光体としては、例えばβ−ＳｉＡｌＯＮ：Ｅｕが挙げられる。青紫色光を青色光に変換する蛍光体としては、例えば（Ｂａ，Ｓｒ）ＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕが挙げられる。これらの蛍光体は無機のバインダー（シリカやＴｉＯ２など）により繋ぎ止められている。そして、蛍光部材２２から出射する赤色光、緑色光および青色光の蛍光が混色されることによって、白色光が得られる。なお、赤色光は例えば約６４０ｎｍの中心波長を有する光であり、緑色光は例えば約５２０ｎｍの中心波長を有する光である。また、青色光は例えば約４５０ｎｍの中心波長を有する光である。
【００５７】
また、蛍光部材２２は図１に示すように、反射部材２３の反射面２３ａの焦点Ｆ２３を含む領域に配置されており、蛍光部材２２の照射面２２ａの中心は、反射面２３ａの焦点Ｆ２３と略一致している。なお、蛍光部材２２は、反射部材２３の反射面２３ａの焦点Ｆ２３の近傍に配置されていてもよい。また、蛍光部材２２の照射面２２ａは図１２に示すように、投光方向（Ａ方向）に向かって角度β１（例えば約２７度）だけ、上側に傾斜している。
【００５８】
反射部材２３の反射面２３ａは図１に示すように、蛍光部材２２の照射面２２ａに対向するように配置されている。また、反射面２３ａは、例えば放物面の一部を含むように形成されている。具体的には、反射面２３ａは放物面を、その頂点Ｖ２３と焦点Ｆ２３とを結ぶ軸に直交（交差）する面で分割し、かつ、頂点Ｖ２３と焦点Ｆ２３とを結ぶ軸に平行な面で分割したような形状に形成されている。そして、反射面２３ａは、約３０ｍｍの深さ（Ｂ方向の長さ）を有するとともに、投光方向（Ａ方向）から見て約３０ｍｍの半径を有する略半円形状に形成されている。
【００５９】
反射面２３ａは蛍光部材２２からの光を所定の方向（Ａ方向）に反射する機能を有する。また、反射部材２３のうちの蛍光部材２２の中心よりもＢ方向の部分には図１および図１３に示すように、貫通穴２３ｂが形成されている。この貫通穴２３ｂは、反射部材２３の外部に配置された半導体レーザ素子１１からのレーザ光を通過させて蛍光部材２２に到達させるために設けられている。
【００６０】
なお、反射部材２３は金属により形成されていてもよいし、樹脂の表面に反射膜を設けることにより形成されていてもよい。
【００６１】
反射部材２３には取付部材２４が固定されている。この取付部材２４の上面２４ａは光を反射する機能を有するように形成されていることが好ましい。取付部材２４は例えばＡｌやＣｕなどの良好な熱伝導性を有する金属により形成されており、蛍光部材２２で発生した熱を放熱する機能を有する。また、取付部材２４の上面２４ａには、蛍光部材２２および支持板２５を固定するための取付部２４ｂが一体的に形成されている。また、図１２に示すように、取付部２４ｂの取付面２４ｃは、投光方向（Ａ方向）に向かって角度β１（例えば約２７度）だけ、上側に傾斜している。なお、取付部材２４の下面には、放熱フィン（図示せず）が設けられていることが好ましい。
【００６２】
次に、図１４を参照して、投光装置１から出射される光の投光パターンについて説明する。図１４では、投光装置１の２５ｍ前方の位置に仮想スクリーンを配置したと仮定して、その仮想スクリーンに投影される投光パターンＰについて説明する。反射部材２３により投光された光の投光パターンＰは、蛍光部材２２の照射領域Ｓの形状を反映して、水平方向（Ｃ方向）の長さが上下方向の長さよりも大きい楕円形状（横長形状）になる。この横長形状の投光パターンＰは、投光装置１を自動車の前照灯として用いる場合に、道路の中央と、左右の歩道および道路標識とを効率的に照明するのに適した形状となる。なお、投光パターンＰの中央の領域Ｒ１（自動車の真正面の領域）の照度が最も高くなり、領域Ｒ１から離れるにしたがって照度が低くなる。すなわち、領域Ｒ１、Ｒ２およびＲ３の順に照度が低くなる。
【００６３】
本実施形態では、上記のように、複数の半導体レーザ素子１１から出射したレーザ光を透過して蛍光部材２２に照射する集光レンズ２１を備える。これにより、複数の半導体レーザ素子１１に対して１つ（共通）の集光レンズ２１を調整すればよいので、投光装置１の製造時間を短縮することができる。また、複数の半導体レーザ素子１１に対して共通の集光レンズ２１を設けるので、部品点数を削減することができるとともに、小型化することができる。
【００６４】
また、上記のように、集光レンズ２１はレーザ光をＣ方向には集光しないので、半導体レーザ素子１１と集光レンズ２１との光学的調整をＣ方向には行う必要がない。これにより、半導体レーザ素子１１と集光レンズ２１との光学的調整をより容易に行うことができ、投光装置１の製造時間をより短縮することができる。また、集光レンズ２１は、レーザ光をＤ方向に集光するので、蛍光部材２２の照射領域ＳのＤ方向の長さＬｄを集光レンズ２１により制御することができる。また、集光レンズ２１はレーザ光をＣ方向には集光せずＤ方向にのみ集光するので、蛍光部材２２の照射領域Ｓを容易に横長形状にすることができるとともに、投光パターンＰを容易に横長形状にすることができる。
【００６５】
また、上記のように、複数の半導体レーザ素子１１をＣ方向に配列させることによって、複数の半導体レーザ素子１１から出射した各レーザ光のＤ方向のばらつきを無くすことができる。また、複数の半導体レーザ素子１１を配列させることによって、レーザ発生装置１０を容易に小型化することができる。
【００６６】
また、上記のように、半導体レーザ素子１１から出射したレーザ光を集光レンズ２１のみを用いて蛍光部材２２に照射する。これにより、レーザ光の損失を十分低減することができ、半導体レーザ素子１１から出射したレーザ光の約９８％を蛍光部材に到達させることができた。
【００６７】
また、上記のように、複数の半導体レーザ素子１１は同一の基板（ヒートスプレッド１２）上に設けられている。これにより、同一平面内に配列された複数の半導体レーザ素子１１を容易に得ることができるとともに、複数の半導体レーザ素子１１から出射した各レーザ光のＤ方向のばらつきを容易に無くすことができる。
【００６８】
また、上記のように、複数の半導体レーザ素子１１はレーザ光の長軸方向と直交する方向（略短軸方向）に配列されている。これにより、集光レンズ２１によりレーザ光を長軸方向（Ｄ方向）に集光することができる。これにより、蛍光部材２２の照射領域Ｓが長軸方向に大きくなるのを抑制することができるので、特に有効である。
【００６９】
また、上記のように、複数の半導体レーザ素子１１から出射した各レーザ光の光軸Ｉが半導体レーザ素子１１から離れるにしたがって互いに近づくように、複数の半導体レーザ素子１１は配置されている。これにより、蛍光部材２２の照射領域ＳがＣ方向に大きくなるのを抑制することができる。
【００７０】
また、上記のように、反射部材２３を設けることによって、蛍光部材２２から出射した光を所定の方向に容易に投光することができる。
【００７１】
また、上記のように、反射部材２３には、半導体レーザ素子１１からのレーザ光を通過させて蛍光部材２２に到達させる貫通穴２３ｂが形成されている。これにより、反射部材２３の外部に配置された半導体レーザ素子１１から出射したレーザ光を蛍光部材２２に容易に照射することができる。
【００７２】
また、上記のように、集光レンズ２１はシリンドリカルレンズにより形成されている。これにより、Ｃ方向に配列された複数の半導体レーザ素子１１から出射したレーザ光を透過して蛍光部材２２に照射するように、集光レンズ２１を容易に形成することができる。また、レーザ光をＣ方向に集光せずＤ方向に集光するように、集光レンズ２１を容易に形成することができる。
【００７３】
また、上記のように、収納部材１３の開口部にカバー部材１５を取り付け、集光レンズ２１をカバー部材１５に固定する。これにより、半導体レーザ素子１１と集光レンズ２１との光学的調整をより容易に行うことができる。また、集光レンズ２１をカバー部材１５に固定した後では複数の半導体レーザ素子１１と集光レンズ２１とを１つの部品として取り扱うことができるので、投光装置１の製造をより容易に行うことができる。
【００７４】
（第２実施形態）
この第２実施形態では、図１５〜図２２を参照して、上記第１実施形態と異なり、レーザ光の光軸Ｉと蛍光部材２２の照射面２２ａとの交点が複数点である場合について説明する。
【００７５】
まず、図１５および図１６を参照して、本発明の第２実施形態による投光装置の構造について説明する。
【００７６】
本発明の第２実施形態による投光装置では図１５に示すように、複数の半導体レーザ素子１１から出射し集光レンズ２１を透過した各レーザ光の光軸Ｉと蛍光部材２２の照射面２２ａとの交点が複数点となるように、複数の半導体レーザ素子１１が配置されている。本実施形態では、各レーザ光の光軸Ｉと蛍光部材２２の照射面２２ａとの交点は、半導体レーザ素子１１と同じ数だけ設けられる。
【００７７】
各レーザ光により励起される照射領域Ｓは図１６に示すように、Ｃ方向に約０．５ｍｍのピッチ（Ｌｐ１）で配置される。このため、全て（例えば１１個）の半導体レーザ素子１１が通電されて駆動されると、蛍光部材２２の照射面２２ａはＣ方向に約６．７ｍｍの幅（Ｌｓ１）で励起される。なお、本実施形態では蛍光部材２２はＣ方向に延びる細長形状に形成されている。
【００７８】
電力供給部３０は、複数の半導体レーザ素子１１に個別に通電して駆動できるように構成されている。
【００７９】
制御部３１は、投光装置の主スイッチだけでなく、方向指示器を駆動／停止するためのスイッチやステアリング（ハンドル）の操舵角を検出する舵角検出器に接続されている。
【００８０】
なお、第２実施形態のその他の構造は、上記第１実施形態と同様である。
【００８１】
次に、図１７〜図２２を参照して、投光装置の動作および蛍光部材２２の照射領域Ｓについて説明する。
【００８２】
この投光装置では、投光装置の主スイッチが運転者によりオンされると、制御部３１により、複数（例えば１１個）の半導体レーザ素子１１のうちの内側の７個だけが通電されて駆動される。すなわち、複数の半導体レーザ素子１１のうちの両端の２個ずつは、駆動されない。この場合、図１７に示すように蛍光部材２２が励起される。なお、図１７、図１８、図２１および図２２のハッチングされた照射領域Ｓは励起光が照射されていることを示しており、ハッチングされていない照射領域Ｓ（破線で示した照射領域Ｓ）は励起光が照射されていないことを示している。
【００８３】
次に、自動車が右折する際に、右折用の方向指示器のスイッチが運転者によりオンされたり、ハンドルが右折側に操作されると、制御部３１により、複数の半導体レーザ素子１１のうちの右側端部の２個が通電されて駆動される。この場合、図１８に示すように蛍光部材２２が励起される。
【００８４】
ここで、図１９に示すように、蛍光部材２２のうちの反射面２３ａの焦点Ｆ２３に対応する部分から出射した光は、反射面２３ａにより平行光にされて投光される。その一方、図２０に示すように、反射面２３ａの焦点Ｆ２３から右側（Ｃ方向）にずれた位置から出射した光は、反射面２３ａにより右側（Ｃ方向）に広がった状態で投光される。このため、蛍光部材２２を図１８のように励起すると、投光装置から出射した光の投光パターンＰは右側（Ｃ方向）に広がる。すなわち、自動車の曲がる方向を照明することが可能となる。
【００８５】
逆に、自動車が左折する際に、左折用の方向指示器のスイッチが運転者によりオンされたり、ハンドルが左折側に操作されると、制御部３１により、複数の半導体レーザ素子１１のうちの左側端部の２個が通電されて駆動される。この場合、図２１に示すように蛍光部材２２が励起される。これにより、投光装置から出射した光の投光パターンＰは左側に広がる。
【００８６】
なお、右折や左折に関係なく、全ての半導体レーザ素子１１を駆動できるように構成してもよい。この場合、図２２に示すように蛍光部材２２が励起され、左右により広い領域を照明することが可能となる。例えば、自動車が高速で走行する場合には、複数の半導体レーザ素子１１のうちの内側の半導体レーザ素子１１だけが駆動され、蛍光部材２２のうちの焦点Ｆ２３に近い部分のみが励起されてもよい。この場合、左右の領域を無駄に照明するのを抑制することが可能である。また例えば、自動車が市街地などを低速で走行する場合には、全ての半導体レーザ素子１１が駆動され、左右に広い領域が照明されてもよい。自動車の速度を検出する車速センサを制御部３１に接続すれば、自動車の速度に応じて投光装置の照明領域（投光領域）を容易に制御することが可能である。
【００８７】
本実施形態では、上記のように、複数の半導体レーザ素子１１から出射し集光レンズ２１を透過した各レーザ光の光軸Ｉと蛍光部材２２の照射面２２ａとの交点は、複数点であり、複数の半導体レーザ素子１１は個別に通電されて駆動される。これにより、蛍光部材２２の照射領域Ｓ（蛍光部材２２の励起パターン）を変化させることができるので、投光装置１から出射する光の投光パターンＰを変化させることができる。
【００８８】
第２実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。
【００８９】
（第３実施形態）
この第３実施形態では、図２３〜図２５を参照して、上記第２実施形態と異なり、投光装置が前照灯（灯具）と方向指示器（灯具）とを兼ねる場合について説明する。なお、本実施形態では、説明を簡略化するために、投光装置が前照灯と右折用の方向指示器とを兼ねる場合について説明するが、投光装置が前照灯と左折用の方向指示器とを兼ねる場合は、投光装置の構造を左右反転させればよい。
【００９０】
まず、図２３を参照して、本発明の第３実施形態による投光装置の構造について説明する。
【００９１】
本発明の第３実施形態による投光装置は図２３に示すように、蛍光部材１２２ａおよび１２２ｂを備える。蛍光部材１２２ａは、励起光（レーザ光）が照射されることにより白色光（例えば赤色光、緑色光および青色光の３種類の光）を出射する白色蛍光体（例えば赤色蛍光体、緑色蛍光体および青色蛍光体の３種類の蛍光体）を含む。蛍光部材１２２ｂは、励起光（レーザ光）が照射されることにより橙色光を出射する橙色蛍光体を含む。白色蛍光体は前照灯の光源として機能し、橙色蛍光体は方向指示器の光源として機能する。なお、橙色蛍光体としては、例えばα−ＳｉＡｌＯＮ：Ｅｕが挙げられる。
【００９２】
本実施形態では、複数の半導体レーザ素子１１から出射し集光レンズ２１を透過した各レーザ光の光軸Ｉと蛍光部材１２２ａおよび１２２ｂの照射面との交点が複数点（例えば２点）となるように、複数の半導体レーザ素子１１が配置されている。具体的には、例えば、複数の半導体レーザ素子１１のうちの左側端部から９個は蛍光部材１２２ａを照射するように配置されており、残りの２個（右側端部の２個）は蛍光部材１２２ｂを照射するように配置されている。すなわち、上記複数の交点は、レーザ光が照射されることにより白色光を出射する点と、レーザ光が照射されることにより橙色光を出射する点とを含んでいる。
【００９３】
蛍光部材１２２ａは、反射部材２３の反射面２３ａの焦点Ｆ２３を含む領域に配置されている。その一方、蛍光部材１２２ｂは、反射部材２３の反射面２３ａの焦点Ｆ２３から右側に所定の距離を隔てて配置されている。なお、方向指示器は橙色光を広い角度範囲に投光するものであり、橙色光を所定方向に向かって投光する必要がないので、蛍光部材１２２ｂは図２３に示した位置よりもさらに反射面２３ａの焦点Ｆ２３から離れて配置されていてもよい。
【００９４】
なお、第３実施形態のその他の構造は、上記第２実施形態と同様である。
【００９５】
次に、図２４および図２５を参照して、投光装置の動作および蛍光部材１２２ａおよび１２２ｂの照射領域Ｓについて説明する。
【００９６】
この投光装置では、投光装置の主スイッチが運転者によりオンされると、制御部３１により、複数（例えば１１個）の半導体レーザ素子１１のうちの左側端部から９個が通電されて駆動される。すなわち、複数の半導体レーザ素子１１のうちの右側端部の２個だけが、駆動されない。この場合、図２４に示すように蛍光部材１２２ａが励起される。なお、図２４および図２５のハッチングされた照射領域Ｓは励起光が照射されていることを示しており、ハッチングされていない照射領域Ｓ（破線で示した照射領域Ｓ）は励起光が照射されていないことを示している。
【００９７】
次に、自動車が右折する際に、右折用の方向指示器のスイッチが運転者によりオンされると、制御部３１により、複数の半導体レーザ素子１１のうちの右側端部の２個が点滅駆動される。この場合、図２４の状態と図２５の状態とが繰り返され、投光装置は前照灯として機能しながら、方向指示器としても機能する。
【００９８】
本実施形態では、上記のように、レーザ光が照射されることにより白色光を出射する白色蛍光体を含む蛍光部材１２２ａと、レーザ光が照射されることにより橙色光を出射する橙色蛍光体を含む蛍光部材１２２ｂとを備え、白色蛍光体は自動車用の前照灯の光源として機能し、橙色蛍光体は自動車用の方向指示器の光源として機能する。これにより、１つの投光装置で前照灯と方向指示器とを兼ねることができるので、特に有効である。
【００９９】
第３実施形態のその他の効果は、上記第２実施形態と同様である。
【０１００】
（第４実施形態）
次に、図２６を参照して、本発明の第４実施形態による投光装置２０１の構造について説明する。
【０１０１】
本発明の第４実施形態による投光装置２０１では図２６に示すように、投光ユニット２２０は、集光レンズ２１と、蛍光部材２２と、反射部材２３と、蛍光部材２２を支持する支持部材２２４と、蛍光部材２２から出射し反射部材２３で反射された光を透過するレンズ２４０（投光部材）とを含んでいる。
【０１０２】
本実施形態では、反射部材２３の反射面２３ａは楕円面の一部を含むように形成されている。具体的には、反射面２３ａは楕円面を、その第１焦点Ｆ２３ａと第２焦点Ｆ２３ｂとを結ぶ軸に直交（交差）する面で分割したような形状に形成されている。反射面２３ａは約３０ｍｍの深さ（Ｂ方向の長さ）を有するとともに、投光方向（Ａ方向）から見て約３０ｍｍの半径を有する円形状に形成されている。また、反射部材２３の頂点部分に、貫通穴２３ｂが形成されている。
【０１０３】
なお、本明細書および特許請求の範囲において、第１焦点とは、反射面の頂点に近い方の焦点のことを言い、第２焦点とは、反射面の頂点から遠い方の焦点のことを言う。
【０１０４】
蛍光部材２２は、反射部材２３の反射面２３ａの第１焦点Ｆ２３ａを含む領域に配置されている。蛍光部材２２は例えば金属からなる支持部材２２４上に設けられている。例えば、蛍光部材２２は、蛍光体粒子を含有する樹脂を支持部材２２４上に塗布して硬化させることによって、形成されている。支持部材２２４は反射部材２３の反射面２３ａに固定されている。支持部材２２４は、蛍光部材２２から出射した光を透過する例えばガラスや樹脂などにより形成されていてもよい。なお、支持部材２２４を金属により形成すれば、蛍光部材２２で発生する熱を効率よく放熱させることが可能である。その一方、支持部材２２４を透明なガラスや樹脂により形成すれば、光が支持部材２２４で遮られるのを抑制することが可能であり、光の利用効率を向上させることが可能である。
【０１０５】
レンズ２４０（投光部材）は反射部材２３の前方に配置されている。レンズ２４０は約３０ｍｍの半径を有する。このレンズ２４０の焦点Ｆ２４０と反射部材２３の反射面２３ａの第２焦点Ｆ２３ｂとは略一致している。なお、レンズ２４０は平凸レンズであってもよいし、両凸レンズやその他の形状であってもよい。
【０１０６】
本実施形態では、蛍光部材２２から出射した光は、反射部材２３の反射面２３ａで反射され、反射面２３ａの第２焦点Ｆ２３ｂを通過してレンズ２４０により投光される。
【０１０７】
第４実施形態のその他の構造は、上記第１〜第３実施形態と同様である。
【０１０８】
本実施形態では、上記のように、レンズ２４０を設けることによって、蛍光部材２２から出射した光を所定の方向に容易に投光することができる。なお、レンズ２４０を用いて光を投光する場合、レンズ２４０を設けずに光を反射部材２３により投光する場合に比べて、投光パターンＰは照射領域Ｓの形状をより反映しやすくなる。
【０１０９】
第４実施形態のその他の効果は、上記第１〜第３実施形態と同様である。
【０１１０】
（第５実施形態）
次に、図２７を参照して、本発明の第５実施形態による投光装置３０１の構造について説明する。
【０１１１】
本発明の第５実施形態による投光装置３０１では図２７に示すように、反射部材２３には貫通穴２３ｂが形成されておらず、取付部材２４に貫通穴２４ｄが形成されている。この貫通穴２４ｄの下側に、レーザ発生装置１０が配置されている。また、貫通穴２４ｄの上側には、支持板２５および蛍光部材２２が配置されている。支持板２５は透明なガラスや樹脂により形成されている。
【０１１２】
本実施形態の蛍光部材２２は、レーザ光が照射されると背面（照射面２２ａとは反対側の面）から蛍光を出射する。例えば、蛍光部材２２の厚みを小さくしたり、蛍光体粒子の密度を低くすれば、背面から蛍光を容易に出射させることが可能である。
【０１１３】
本実施形態では、集光レンズ２１を透過した光は、支持板２５を透過して蛍光部材２２の照射面２２ａに照射される。そして、照射面２２ａとは反対側の面から蛍光が出射し、反射部材２３の反射面２３ａにより投光される。
【０１１４】
第５実施形態のその他の構造および効果は、上記第１〜第３実施形態と同様である。
【０１１５】
（第６実施形態）
次に、図２８を参照して、本発明の第６実施形態による投光装置４０１の構造について説明する。
【０１１６】
本発明の第６実施形態による投光装置４０１では図２８に示すように、投光ユニット４２０は、集光レンズ２１と、蛍光部材２２と、支持部材２２４と、蛍光部材２２から出射した光を透過するレンズ２４０とを含んでいる。
【０１１７】
蛍光部材２２は、レーザ光が照射されると背面（照射面２２ａとは反対側の面）から蛍光を出射する。
【０１１８】
支持部材２２４は蛍光部材２２から出射した光を透過するように形成されている。なお、支持部材２２４は励起光だけを遮光（吸収）するように形成されていてもよい。
【０１１９】
蛍光部材２２はレンズ２４０の焦点Ｆ２４０を含む領域に配置されている。
【０１２０】
この投光装置４０１では、蛍光部材２２の背面から出射した光が、レンズ２４０により投光される。
【０１２１】
第６実施形態のその他の構造および効果は、上記第４実施形態と同様である。
【０１２２】
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【０１２３】
例えば、上記実施形態では、本発明の投光装置を自動車の前照灯に用いた例について示したが、本発明はこれに限らない。本発明の投光装置を、飛行機、船舶、ロボット、バイクまたは自転車や、その他の移動体の前照灯に用いてもよい。
【０１２４】
また、上記実施形態では、本発明の投光装置を前照灯に適用した例について示したが、本発明はこれに限らない。本発明の投光装置をダウンライトまたはスポットライトや、その他の投光装置に適用してもよい。
【０１２５】
また、上記実施形態では、励起光を可視光に変換した例について示したが、本発明はこれに限らず、励起光を可視光以外の光に変換してもよい。例えば、励起光を赤外光に変換する場合には、セキュリティ用ＣＣＤカメラの夜間照明装置などにも適用可能である。
【０１２６】
また、上記実施形態では、白色光や橙色光を出射するように、励起光源（半導体レーザ素子）および蛍光部材を構成した例について示したが、本発明はこれに限らない。白色光や橙色光以外の光を出射するように、励起光源および蛍光部材を構成してもよい。
【０１２７】
また、上記実施形態では、レーザ光を出射するレーザ発生器として、半導体レーザ素子を用いた例について示したが、本発明はこれに限らず、半導体レーザ素子以外のレーザ発生器を用いてもよい。
【０１２８】
また、上記実施形態で示した数値は一例であり、各数値は限定されない。
【０１２９】
また、上記実施形態では、複数の半導体レーザ素子が同一の実装基板に実装されている例について示したが、本発明はこれに限らず、１つの半導体基板上に複数のレーザ素子部（レーザ発生器）が形成されていてもよい。
【０１３０】
また、上記実施形態の半導体レーザ素子から出射するレーザ光の中心波長や、蛍光部材を構成する蛍光体の種類は、適宜変更可能である。例えば、約４５０ｎｍの中心波長を有する青色のレーザ光を出射する半導体レーザ素子と、青色のレーザ光の一部を黄色光に変換する蛍光体とを用いてもよい。この場合、青色光と黄色光とにより白色光が得られる。なお、青色のレーザ光の一部を黄色光に変換する蛍光体としては、例えば（Ｙ１−ｘ−ｙＧｄｘＣｅｙ）３Ａｌ５Ｏ１２（０．１≦ｘ≦０．５５、０．０１≦ｙ≦０．４）などが挙げられる。また、これに限らず、半導体レーザ素子から出射するレーザ光の中心波長は、紫外光〜可視光の範囲で任意に選択されてもよい。
【０１３１】
また、上記実施形態では、投光部材として反射部材やレンズを用いた例について示したが、本発明はこれに限らず、反射部材やレンズ以外にプリズムなどを用いてもよい。
【０１３２】
また、上記実施形態では、反射部材の反射面を放物面の一部または楕円面の一部により形成した例について示したが、本発明はこれに限らない。反射面を多数の曲面（例えば放物面）からなるマルチリフレクタや、多数の微細な平面が連続して設けられた自由曲面リフレクタなどにより形成してもよい。
【０１３３】
また、上記実施形態では、蛍光部材を横長（水平方向に長い形状）に励起した例について示したが、本発明はこれに限らない。蛍光部材を、例えば縦長（鉛直方向に長い形状）に励起してもよいし、斜め方向に長い形状に励起してもよい。
【０１３４】
また、上記実施形態では、複数の半導体レーザ素子がレーザ光の長軸と直交する方向に配列されている例について示したが、本発明はこれに限らず、複数の半導体レーザ素子がレーザ光の短軸と直交する方向に配列されていてもよい。
【０１３５】
また、上記実施形態では、各レーザ光の光軸が半導体レーザ素子から離れるにしたがって互いに近づくように、複数の半導体レーザ素子が配置されている例について示したが、本発明はこれに限らない。各レーザ光の光軸が例えば平行になるように、複数の半導体レーザ素子が配置されていてもよい。
【０１３６】
また、上記実施形態では、集光レンズをレーザ発生装置に取り付けた例について示したが、本発明はこれに限らない。例えば反射部材やその他の部材に集光レンズを取り付けてもよい。
【０１３７】
また、例えば上記第２実施形態では、複数の半導体レーザ素子に個別に通電して駆動する例について示したが、本発明はこれに限らない。複数の半導体レーザ素子を例えば左側端部の２個と、内側の７個と、右側端部の２個との３つのグループに分けて、グループ毎に通電して駆動してもよい。第３実施形態も同様に、複数の半導体レーザ素子を例えば左側端部から９個と、右側端部の２個との２つのグループに分けて、グループ毎に通電して駆動してもよい。
【０１３８】
また、上記第２実施形態では、各レーザ光の光軸と蛍光部材の照射面との交点を、半導体レーザ素子と同じ数だけ設けた例について示したが、本発明はこれに限らない。例えば図２９に示した本発明の変形例による投光装置のように、蛍光部材２２に例えば３つの照射領域Ｓｃ、Ｓｌ、Ｓｒを設けてもよい。そして、例えば、内側の７個の半導体レーザ素子により蛍光部材２２の中央の領域（照射領域Ｓｃ）を照射し、左側端部の２個の半導体レーザ素子により蛍光部材２２の左側の領域（照射領域Ｓｌ）を照射し、右側端部の２個の半導体レーザ素子により蛍光部材２２の右側の領域（照射領域Ｓｒ）を照射してもよい。この場合も、上記第２実施形態と同様、自動車の前方と、自動車の曲がる方向とを照明することができる。
【０１３９】
また、上述した実施形態および変形例の構成を適宜組み合わせて得られる構成についても、本発明の技術的範囲に含まれる。
【符号の説明】
【０１４０】
１、２０１、３０１、４０１  投光装置
１１  半導体レーザ素子（レーザ発生器）
１２  ヒートスプレッダ（基板）
１３  収納部材
１５  カバー部材
２１  集光レンズ
２２、１２２ａ、１２２ｂ  蛍光部材
２２ａ  照射面
２３  反射部材（投光部材）
２３ｂ  貫通穴
２４０  レンズ（投光部材）
Ｉ  光軸
【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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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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