(57)【要約】【課題】波長変換部材が取り付けられた光ファイバを所定の位置に精度よく固定することができる車両用灯具を提供することである。【解決手段】光源と、光源からの光を伝搬して先端から出射する光ファイバと、光ファイバの先端に固定され、光源からの光の一部を波長変換する波長変換部材と、光ファイバの先端の周囲に固定されて光ファイバを保持する保持部材と、保持部材を保持する保持部材ホルダーと、保持部材ホルダーを固定する取り付け部を備えた基体と、光ファイバの先端から出射され、波長変換部材で波長変換された光を反射する光学系とを有する車両用灯具が提供される。保持部材ホルダーは、保持部材が挿入された筒状の部材であって、光ファイバの軸方向の少なくとも２つの保持位置で保持部材を保持可能にする凹または凸部を備える。【選択図】図１
2016100286.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、前記光源からの光を伝搬して先端から出射する光ファイバと、前記光ファイバの先端に固定され、前記光源からの光の一部を波長変換する波長変換部材と、前記光ファイバの前記先端の周囲に固定されて前記光ファイバを保持する保持部材と、前記保持部材を保持する保持部材ホルダーと、前記保持部材ホルダーを固定する取り付け部を備えた基体と、前記光ファイバの先端から出射され、前記波長変換部材で波長変換された光を反射する光学系とを有し、
前記保持部材ホルダーは、前記保持部材が挿入された筒状の部材であって、前記光ファイバの軸方向の少なくとも２つの保持位置で前記保持部材を保持可能にする凹または凸部を備えることを特徴とする車両用灯具。
【請求項２】
請求項１に記載の車両灯具であって、前記２つの保持位置のうち第１の保持位置は、前記筒状の部材の端部よりも内部側に前記波長変換部材が位置し、第２の保持位置は、前記波長変換部材を前記筒状の部材の端部から軸方向に所定の長さだけ突出させる位置であることを特徴とする車両用灯具。
【請求項３】
請求項２に記載の車両用灯具であって、前記第２の保持位置は、前記保持部材ホルダーを前記基体の前記取り付け部に固定した場合に、前記波長変換部材を前記光学系に対して所定の位置に配置する位置であることを特徴とする車両用灯具。
【請求項４】
請求項２または３に記載の車両用灯具であって、前記保持部材ホルダーは、前記保持部材を前記光ファイバの軸方向にスライド可能に保持することを特徴とする車両用灯具。
【請求項５】
請求項４に記載の車両用灯具であって、前記保持部材ホルダーの凹部または凸部は、前記保持部材のスライド可能な方向を、前記第１の保持位置から前記第２の保持位置へ向かう方向に制限する形状を備えていることを特徴とする車両用灯具。
【請求項６】
請求項１に記載の車両用灯具であって、前記保持部材ホルダーは、前記筒状の部材に、前記基体に固定するための固定部を備えることを特徴とする車両用灯具。
【請求項７】
請求項１に記載の車両用灯具であって、前記保持部材には、前記保持部材ホルダーの凹部または凸部に対応する形状の凸部または凹部が備えられていることを特徴とする車両用灯具。
【請求項８】
請求項１に記載の車両用灯具であって、前記凹部または凸部の断面が、半円形状、三角形状、鋸歯形状、または四角形状を有することを特徴とする車両用灯具。
【請求項９】
請求項１に記載の車両用灯具であって、前記基体は、前記保持部材ホルダーを固定する取り付け部として、貫通孔を備え、前記貫通孔の前記光学系に近い側の開口は、前記波長変換部材の径より大きく、前記保持部材ホルダーの径よりも小さいことを特徴とする車両用灯具。
【請求項１０】
請求項１に記載の車両用灯具であって、前記保持部材ホルダーの前記波長変換部材が配置されている側の端部の径は、その反対側の端部の径よりも大きいことを特徴とする車両用灯具。
【請求項１１】
請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の車両用灯具であって、前記光源は、レーザーダイオードであることを特徴とする車両用灯具。
【請求項１２】
光源と、前記光源からの光を伝搬して先端から出射する光ファイバと、前記光ファイバの先端に固定され、前記光源からの光の一部を波長変換する波長変換部材と、前記光ファイバの前記先端の周囲に固定されて前記光ファイバを保持する保持部材と、前記保持部材を保持する保持部材ホルダーと、前記保持部材ホルダーを固定する取り付け部を備えた基体とを有し、
前記保持部材ホルダーは、前記保持部材が挿入された筒状の部材であって、前記光ファイバの軸方向の少なくとも２つの保持位置で前記保持部材を保持可能にする凹または凸部を備えることを特徴とする照明装置。
【請求項１３】
光源と、前記光源からの光を伝搬して先端から出射する光ファイバと、前記光ファイバの先端に固定され、前記光源からの光の一部を波長変換する波長変換部材と、前記光ファイバの前記先端の周囲に固定されて前記光ファイバを保持する保持部材と、前記保持部材を保持する保持部材ホルダーとを有し、
前記保持部材ホルダーは、前記保持部材が挿入された筒状の部材であって、前記光ファイバの軸方向の少なくとも２つの保持位置で前記保持部材を保持可能にする凹または凸部を備えることを特徴とする発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザダイオード（ＬＤ）や発光素子（ＬＥＤ）等の素子からの光を波長変換部材で変換して用いる車両用灯具に係り、特に、波長変換部材から離れた位置に発光素子を配置し、両者の間を光ファイバで接続した車両用灯具に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザダイオード（ＬＤ）からの光の一部を蛍光体を含む波長変換部材で変換して照明光として用いる照明装置や車両用前照灯が知られている（特許文献１）。特許文献１には、ＬＤを波長変換部材から離れた位置に配置し、両者を光ファイバで接続した車両用前照灯が開示されている（特許文献１の図１０）。ＬＤと波長変換部材を離れた位置に配置することにより、それぞれが発生する熱を分散させている（段落００２３）。
【０００３】
一方、特許文献２には、ＬＤと波長変換部材とを光ファイバで接続した発光装置において、波長変換部材が光ファイバの先端から脱落するのを防ぐために、金属部材のプレート部を光ファイバの先端に配置し、プレート部と光ファイバの出光面との間に波長変換部材を挟持する構造が開示されている。これにより、発光装置を車両用灯具として用いた場合でも、車両の振動・衝撃によって波長変換部材が光ファイバの先端から脱落するのを防止することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−１０９９２８号公報（図１０、段落００２３）
【特許文献２】特開２０１３−１９６８１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
波長変換部材とＬＤとを光ファイバで接続した発光装置は、光ファイバの先端に波長変換部材が固定されているため、発光装置を車両用灯具本体に取り付ける際に、光ファイバの先端を、灯具本体の所定位置に固定する必要がある。光ファイバは直径が数ｍｍと細く、かつ、しなやかで自由に変形可能であるため、灯具本体の所定の位置に固定するのは容易ではない。しかも、光ファイバの先端に固定される波長変換部材は、車両用灯具のレンズに対する光源となるが、波長変換部材で被覆されたＬＥＤと比較してサイズが小さく、レンズに対する位置が所定位置からわずかでもずれると、車両用灯具の出射光の光度に大きく影響する。そのため、レンズに対して、波長変換部材を正確に位置合わせして固定する必要がある。
【０００６】
また、波長変換部材は、光ファイバの先端に固定されているため、光ファイバを灯具本体に固定する際に、光ファイバの先端を灯具本体にぶつける等の外部衝撃が加わった場合、波長変換部材が割れる等の不良を発生する。また、波長変換部材が先端に固定された光ファイバを、灯具本体に固定するまでの、検査、梱包、輸送、開梱の工程においても、光ファイバの先端に外部衝撃が加わった場合には、波長変換部材に不良を発生する。
【０００７】
本発明の目的は、波長変換部材が先端に配置された光ファイバを所定の位置に精度よく固定することができる構造を備えた車両用灯具を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は上記目的を達成するために、本発明では、光源と、光源からの光を伝搬して先端から出射する光ファイバと、光ファイバの先端に固定され、光源からの光の一部を波長変換する波長変換部材と、光ファイバの先端の周囲に固定されて光ファイバを保持する保持部材と、保持部材を保持する保持部材ホルダーと、保持部材ホルダーを固定する取り付け部を備えた基体と、光ファイバの先端から出射され、波長変換部材で波長変換された光を反射する光学系とを有する車両用灯具が提供される。保持部材ホルダーは、保持部材が挿入された筒状の部材であって、光ファイバの軸方向の少なくとも２つの保持位置で保持部材を保持可能にする凹または凸部を備える。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、波長変換部材が取り付けられた光ファイバを所定の位置に精度よく固定することができる構造を備えた車両用灯具を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】（ａ）実施形態の車両用灯具の一例を示す断面図、（ｂ）図１（ａ）の灯具ホルダー６の断面図、（ｃ）図１（ａ）のフェルール１０及びフェルールホルダー９が灯具用ホルダー６に差し込まれた状態を説明する図、（ｄ）フェルールホルダーの側面図
【図２】（ａ）第一の実施形態の波長変換部材、光ファイバ、保持部材、およびフェルールホルダーの断面図、（ｂ）図２（ａ）の波長変換部材がフェルールホルダー内に収納されている状態の断面図、（ｃ）図２（ａ）の波長変換部材がフェルールホルダーから突出した状態の断面図
【図３】（ａ）実施形態のフェルールホルダーからフェルールが突出した状態の断面図、（ｂ）実施形態の光ファイバの出射端周辺を拡大した断面図
【図４】実施形態のフェルールホルダーの他の例を示す断面図であって、（ａ）波長変換部材がフェルールホルダー内に収納されている状態の断面図、（ｂ）図４（ａ）の波長変換部材がフェルールホルダーから突出した状態の断面図
【図５】（ａ）灯具ホルダーにフェルールホルダー等を組み込む前の、灯具ホルダーとフェルールホルダー等の断面図、（ｂ）灯具ホルダーにフェルールホルダーを突き当てた状態の断面図、（ｃ）波長変換部材がフェルールホルダーから突出した状態の断面図
【図６】波長変換部材の位置をずらしながら位置９２の光度を測定する状態を示す説明図
【図７】波長変換部材のｚ方向の位置ずれによる光度変化を示すグラフ
【図８】（ａ）凹凸形状の一例を説明する図、（ｂ）凹部のピッチを説明する図
【図９】（ａ−１）は第二実施形態のフェルール１０と波長変換部材７と光ファイバ１１の断面図、（ａ−２）は、波長変換部材７がフェルールホルダー９内に位置する状態の断面図、（ａ−３）は波長変換部材７がフェルールホルダー９から突出している状態の断面図、（ａ−４）、（ａ−５）および（ａ−６）は、（ａ−１）、（ａ−２）、（ａ−３）に対応する側面図、（ｂ−１）、（ｂ−２）および（ｂ−３）は、（ａ−１）、（ａ−２）および（ａ−３）の領域５１の拡大断面図、（ｂ−４）、（ｂ−５）および（ｂ−６）は、（ｂ−１）、（ｂ−２）および（ｂ−３）に対応する斜視図、（ｃ−１）、（ｃ−２）および（ｃ−３）は、（ａ−１）、（ａ−２）および（ａ−３）に対応する斜視図
【図１０】（ａ−１）は第三実施形態のフェルール１０と波長変換部材７と光ファイバ１１の断面図、（ａ−２）は、波長変換部材７がフェルールホルダー９内に位置する状態の断面図、（ａ−３）は波長変換部材７がフェルールホルダー９から突出している状態の断面図、（ａ−４）、（ａ−５）および（ａ−６）は、（ａ−１）、（ａ−２）、（ａ−３）に対応する側面図、（ｂ−１）、（ｂ−２）および（ｂ−３）は、（ａ−１）、（ａ−２）および（ａ−３）の領域５１の拡大断面図、（ｂ−４）、（ｂ−５）および（ｂ−６）は、（ｂ−１）、（ｂ−２）および（ｂ−３）に対応する斜視図、（ｃ−１）、（ｃ−２）および（ｃ−３）は、（ａ−１）、（ａ−２）および（ａ−３）に対応する斜視図
【図１１】（ａ）第四の実施形態のフェルールおよびフェルールホルダーの断面図、（ｂ）波長変換部材がフェルールホルダー内に収納されている状態の断面図、（ｃ）波長変換部材がフェルールホルダーから突出した状態の断面図
【図１２】（ａ）実施形態のフェルールの他の例を示す断面図、（ｂ）は（ａ）のフェールの側面図、（ｃ）フェルールホルダーの他の例示す断面図、（ｄ）は（ｃ）の側面図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の一実施の形態について図面を用いて説明する。なお、全図において、同一機能を有するものは同一符号をつけ、その繰り返しの説明は省略する。
【００１２】
図１（ａ）〜（ｃ）に示すように、本実施形態の車両用灯具１は、光源１４と、光源１４からの光を伝搬して先端から出射する光ファイバ１１と、光ファイバ１１の先端に固定され、光源１４からの光の一部を波長変換する波長変換部材７と、光ファイバ１１の先端の周囲に固定されて光ファイバ１１を保持する保持部材（以下、フェルール）１０と、フェルール１０を保持する保持部材ホルダー（以下、フェルールホルダー）９と、フェルールホルダー９を固定する取り付け部１５を備えた基体（以下、灯具ホルダー）６と、光ファイバ１１の先端から出射され、波長変換部材７で波長変換された光を反射する光学系５とを有する。図１（ａ）および図２（ａ）〜（ｃ）のように、フェルールホルダー９は、フェルール１０が挿入された筒状の部材であって、光ファイバ１１の軸方向の少なくとも２つの保持位置でフェルール１０を保持可能にする凹または凸部２２を備える。なお、光源１４、光ファイバ１１、フェルール１０、フェルールホルダー９、および、波長変換部材７は、発光装置３（図１（ａ））を構成している。
【００１３】
フェルールホルダー９が、光ファイバ１１の軸方向の少なくとも２つの保持位置でフェルール１０を保持可能にする凹または凸部２２を備えることにより、図２（ｂ）、（ｃ）のように、２つの保持位置のうち第１の保持位置では、フェルールホルダー９の端部２４よりも内部側に波長変換部材７が位置し、第２の保持位置では、波長変換部材７をフェルールホルダー９の端部２４から光ファイバ１１の軸方向に所定の長さ（Ｌ）だけ突出させることができる。
【００１４】
このとき第２の保持位置は、フェルールホルダー９を灯具ホルダー６の取り付け部１５に固定した場合に、波長変換部材７が光学系５に対して所定の位置に配置されるように設計することが望ましい。これにより、フェルールホルダー９を、灯具ホルダー６の取り付け部１５に固定して、フェルール１０をフェルールホルダー９の第２の保持位置（図２（ｃ））に配置することにより、光学系５に対して波長変換部材７を光ファイバ１１の軸方向（ｚ方向）について位置合わせすることができる。
【００１５】
また、図２（ｂ）の第１の保持位置では、フェルールホルダー９の端部２４よりも内側に波長変換部材７が位置するため、光ファイバ１１の輸送工程や、灯具ホルダー６にフェルールホルダー９を取り付ける際の外部からの衝撃による波長変換部材７の損傷を防止できる。灯具ホルダー６にフェルールホルダー９を取り付けた後に、フェルール１０を光ファイバ１１の軸方向にスライドさせ、波長変換部材７をフェルールホルダー９から突出させることにより、光ファイバ１１の軸方向（ｚ方向）に対して波長変換部材７を精度よく位置決めできる。
【００１６】
また、灯具ホルダー６における取り付け部１５を、ｘおよびｙ方向について所定の位置に設けておくことにより、取り付け部１５にフェルールホルダー９を固定するだけで、波長変換部材７を光学系５に対してｘおよびｙ方向に位置合わせできる。取り付け部１５としては、例えば図１（ａ）〜（ｃ）のように、灯具ホルダー６に設けた貫通孔を用いることができる。この場合、貫通孔の光学系に近い側の開口１５ａ（図１（ｂ））は、波長変換部材７の径より大きく、フェルールホルダー９の径よりも小さくなるように設計することが好ましい。
【００１７】
フェルールホルダー９は、フェルール１０を光ファイバ１１の軸方向にスライド可能に保持している。フェルールホルダー９の凹部または凸部２２は、フェルール１０のスライド可能な方向を、第１の保持位置（図２（ｂ）から第２の保持位置（図２（ｃ））へ向かう方向に制限する形状になっていてもよい。これにより、一旦、図１（ａ）のように光学系５に対して波長変換部材７を位置合わせした状態から、フェルール１０が抜け落ちるのを防ぐことができる。
【００１８】
また、フェルールホルダー９は、図１（ｄ）のように灯具ホルダー６の取り付け部１５に固定するための固定部８ｂを備えた構成にしてもよいし、接着剤等によりフェルール９を灯具ホルダー６の取り付け部１５に固定してもよい。
【００１９】
フェルール１０には、フェルールホルダー９の凹部または凸部２２に対応する形状の凸部または凹部２１を備えることも可能であるし、フェルール１０の端面等を利用してフェルールホルダー９の凹部または凸部２２と係合させることも可能である。
【００２０】
＜第一実施形態＞
図面を用いて本実施形態の車両用灯具１について具体的に説明する。図１（ａ）に示すように、車両用灯具１は、上述した光源１４、光ファイバ１１、波長変換部材７、フェルール１０、フェルールホルダー９、灯具ホルダー６および光学系５の他に、レンズ４およびレンズ１３と、光ファイバ１１の入射端側に配置された入射側フェルール１２とを備えている。レンズ１３は、光源１４の出射光を集光して、光ファイバ１１の入射端面に入射させる。入射側フェルール１２は、光ファイバ１１の入射側の端部を保持している。光源１４、レンズ１３および入射側フェルール１２は位置合わせされて、車両用灯具１の波長変換部材７から離れた所定の位置に固定されている。また、光学系５として、リフレクタ（以下、リフレクタ５）を用いている。
【００２１】
光源１４は、レーザー光を発する光源であっても、ランプやＬＥＤ等のインコヒーレントな光を発する光源であってもよいが、光ファイバ１１における伝搬効率を向上させるためにレーザー光源を用いることが好ましい。例えば、レーザーダイオード（ＬＤ）を用いることができる。ここでは、レーザーダイオードを含んでパッケージ化されたＣＡＮ型レーザー光源を用いる。光源１４の波長は、波長変換部材７で変換されて所望の波長の光が得られるように設定されている。例えば、青色域（例えば発光波長が４５０ｎｍ）、近紫外域（例えば発光波長が４０５ｎｍ）またはそれ以外の波長の光源を用いることが出来る。
【００２２】
光ファイバ１１は、光源１４からの光を伝搬することができるものであればよく、図３（ｂ）に示すように、光源１４からの励起光を導光するコア３３と、クラッド３５と、被覆３４とを備えたものを用いることができる。光ファイバ１１は、シングルモードファイバであってもマルチモードファイバであってもよいが、大光量を伝搬するため、ここではマルチモードファイバを用いている。一例として、コア３３の径が１００μｍ〜３００μｍ程度で、クラッド３５の厚みが数μｍ〜数１０μｍ程度、被覆３４の厚みが１５０μｍ程度のものを用いる。コア３３およびクラッド３５の材質は、ガラス、石英ガラスおよび合成樹脂のいずれでもよいが、大光量を伝搬するために石英ガラスのものが望ましい。被覆の材質は、アクリル樹脂の他、耐熱性を高めるためにポリイミドを用いてもよい。被覆３４の厚みは、干渉性を高めるために、１５０μｍよりも厚くしてもよい。
【００２３】
光ファイバ１１は、レーザー光源の数に応じて、複数のファイバを用いた構成とすることもできるし、複数のレーザー光源から出た光を１本のファイバに集光した構造にすることもできる。
【００２４】
波長変換部材７は、光源１４から出射され、光ファイバ１１を伝搬してきた光を、光源１４とは異なる波長に変換できるものであればどのようなものでもよい。例えば、光源１４からの光の一部によって励起されて蛍光に変換するものを用いることができる。具体的には、波長変換部材７は、バインダ中に蛍光体粒子を分散させたものや、蛍光ガラスや、蛍光体セラミックス等を用いることができる。バインダ中に蛍光体粒子を分散させたものを波長変換部材７に用いる場合、バインダは、ガラスなどの無機物であっても、樹脂等の有機物であってもよい。
【００２５】
波長変換部材７の外形は、波長変換部材７から出射された光から車両用灯具として所望の形状の光束が得られるように、リフレクタ５およびレンズ４の光学特性を考慮して設計されている。具体的には例えば、波長変換部材７の上面は、コア３３よりも大きい長方形や円形や正方形にすることができる。波長変換部材７が、光ファイバ１１の端面全体よりも大きく、波長変換部材７の端部が、フェルール１０に掛かっていてもよい。具体的には、長辺が１ｍｍ以下の長方形が望ましい。波長変換部材７は、その厚みによって波長変換部材７で変換される光と、変換されることなくそのまま波長変換部材７を通過する光の割合が変化するため、所望の波長割合の光が得られるように厚みを設計することが望ましい。例えば、バインダ中に蛍光体粒子を分散させた波長変換部材７の場合、その厚みは１０μｍ〜６０μｍ程度にすることができる。また、波長変換部材７には、光拡散材が分散されていてもよい。例えば、光拡散材としてアルミナ粒子を用いることができる。また、波長変換部材７と光ファイバ１１の端面との間に、レーザー光を拡散させるための光拡散層を配置することも可能である。例えば、アルミナを板状に焼成した拡散層と、ＹＡＧ：Ｃｅを板状に焼成した蛍光板（波長変換部材７）を、樹脂、ガラスなどで接着したものを光ファイバ１１の端面に配置してもよい。光拡散材を分散させた波長変換部材７の厚さ、もしくは、波長変換部材７と拡散層との積層体の厚さは、３００μｍ〜６００μｍ程度にすることができる。
【００２６】
波長変換部材７は、光ファイバ１１に接着剤によって接着されている。接着剤は、樹脂、ガラスなどを用いることが出来る。波長変換部材７は、光ファイバ１１の出射端面上に直接に接していてもよいし、スペーサー部材（不図示）を挟んでいてもよい。
【００２７】
波長変換部材７として、蛍光体を含有する部材や、蛍光ガラスや、蛍光体セラミックを用い場合、光源１４からの光により励起されて発する蛍光と、蛍光を励起しなかった光源１４からの光とが混合されて所望の波長の光が得られるように、その蛍光体材料を選択する。例えば、白色光を発する車両用灯具の場合、光源１４が青色域（４５０ｎｍ）のレーザー光を出射する場合、黄色の蛍光を発光する蛍光体（例えば、ＣｅドープされたＹＡＧ）を用い、青色光と黄色光とが混合されて白色光が得られるように構成する。また、光源１４が近紫外域（４０５ｎｍ）のレーザー光を出射する場合は、例えば、赤、緑、青の３色を発光する蛍光体を用いて、３色の蛍光が混合されるようにする。この場合、近紫外光は、目視できないため、３色の蛍光の混合された白色光のみが視認される。
【００２８】
また、図３（ｂ）のように、波長変換部材７の側面に、反射性部材３２を配置してもよい。反射性部材３２が波長変換部材７の側面から出射する光を遮蔽することにより、波長変換部材７の上面から出射される光の輝度を高めることができる。例えば酸化チタン粒子等の反射フィラーを樹脂中に分散させた白色樹脂を反射性部材３２の材料として用いることができる。あるいはアルミニウム、銀、又はこれらを含有する合金等の金属膜を反射性部材３２として用いることも可能である。反射性部材３２が白色樹脂からなる場合、反射性部材３２の厚さｂは、例えば、波長変換部材と同一以上で約０．３５ｍｍ程度、水平方向の幅ａを２ｍｍ程度に設定することができる。反射性部材３２が金属の場合は、同様に反射性部材３２の厚みｂは波長変換部材と同一とし、水平方向の幅ａを一例としては１μｍ以下に設定する。
【００２９】
フェルール１０は、光ファイバ１１を保持するための部材であり、例えば、内径が光ファイバ１１の外径から所定のクリアランスだけ大きい円筒形状とすることができる。フェルール１０と光ファイバ１１は、接着剤により接着してもよい。フェルール１０の材質としては、放熱、強度の観点より、金属もしくはセラミックが好ましい。特に、銅は熱伝導率が高く、好適に用いることが出来る。フェルール１０は、大きくするとハンドリング性は向上するが、コストが高くなるため、直径３ｍｍ×長さ２０ｍｍ程度が好ましい。
【００３０】
灯具ホルダー６の熱伝導率がフェルール１０の熱伝導率より小さい場合、波長変換部材７の放熱効率を高めるために、フェルール１０の径Ｄは、波長変換部材７の径Ｗの二倍以上であることが望ましい（図１（ｃ）参照）。灯具ホルダー６が金属製である場合のように灯具ホルダー６の熱伝導率がフェルール１０の熱伝導率より大きい場合はフェルール１０の径を波長変換部材の径Ｗの２倍以下にすることも可能である。
【００３１】
フェルールホルダー９は、フェルール１０が挿入される筒状の部材であり、内部でフェルール１０が軸方向にスライド可能で、かつ、フェルール１０を保持できるように、内径がフェルール１０の外形に合わせて設計されている。
【００３２】
フェルールホルダー９の内周面には、図２（ａ）に示すように凸部２２が設けられている。凸部２２は、１個、もしくは、周方向に沿って複数個配置されていてもよいし、周方向に沿って環状に形成されていてもよい。凸部２２の軸方向の位置は、フェルール１０の、凸部２２に係合する部分の位置に応じて設定される。ここでは、図２（ｂ）のように波長変換部材７がフェルールホルダー９の内部に位置する第１の保持位置で、凸部２２がフェルール１０の外周面に設けた凹部２１と係合し、図２（ｃ）のように波長変換部材７の端部２３がフェルールホルダ９の端部２４から所定の長さＬだけ突出する第２の保持位置で、凸部２２がフェルール１０の光源１４側の端部２５と係合するように、フェルールホルダー９の端面２７に近い位置に凸部２２を設けている。
【００３３】
フェルールホルダー９の材質としては、フェルールホルダー９に対して、金属もしくはセラミックで形成されたフェルール１０をスライドさせて、凸部２２を凹部２１に係合させるために、凸部２２が破壊なく変形出来る弾性率の高い材料であることが好ましい。例えば、繊維強化プラスチックなどの樹脂材料を用いることが出来る。また、フェルールホルダー９または凸部２２が径方向に変形可能なように、スリット等を設けることにより、フェルールホルダー９を金属により形成することも可能である。
【００３４】
フェルールホルダー９が金属製の場合、熱伝導、強度、および、弾性を材料特性として考慮する必要がある。これらを考慮するとフェルールホルダー９の厚みは０．１〜０．５ｍｍが好ましい。樹脂製の場合は強度を考慮すると０．５〜３ｍｍ程度が望ましいが、熱伝導を優先する場合はさらに薄くしてもよい。また、図４に示すように、フェルールホルダー９の灯具ホルダー６に挿入する先端径ｄ１と位置決め凹凸加工を施す後部径ｄ２は異径であってもよい。例えば、先端径ｄ１を後部径ｄ２より大きくすることにより、先端側の放熱性と後部側の弾性および凸加工し易い厚みとを両立することができる。なお、図４には、凹部２１がフェルール１０に２つ備えられた形状を示しているが、フェルール１０に２つ備えられた例について、第二の実施形態で詳しく説明する。
【００３５】
フェルールホルダー９は、取付け部１５に固定するために、取付け穴８ｃを有する固定部８ｂを備えてもよい（図１（ｄ））。これにより、取り付け穴８ｃにねじ８ａを挿入して、ねじ８ａを灯具ホルダー６に固定することにより、フェルールホルダー９を取付け部１５に固定できる（図１（ａ））。なお、図３（ａ）、図５（ａ）〜（ｃ）のように、固定部８ｂを備えていない構造であってもよく、この場合は、フェルールホルダー９の光学系５に近い側の端部２４を取付け部１５に接着して固定することができる（図５（ｂ））。
【００３６】
図２には、フェルールホルダー９が凸部２２を備える例について示しているが、凸部２２に替えて凹部を備えていてもよい。この場合、フェルール１０には、フェルールホルダー９の凹部に対応する凸部を設ける。
【００３７】
灯具ホルダー６の材質としては、金属、樹脂等を用いることができる。車両用灯具の軽量化のためには、樹脂系を用いることが好ましい。この場合、強度を得るために灯具ホルダー６の厚さは２〜３ｍｍが望ましい。
【００３８】
灯具ホルダー６の熱伝導率がフェルール１０の熱伝導率より小さい場合は、図１（ｃ）に示すフェルール１０の灯具ホルダー６への差し込み部の長さｔは、小さい方が好ましい。ただし、灯具ホルダー６がフェルールホルダー９の保持する強度が保てるように差し込み部の長さｔを確保する。一方、灯具ホルダー６の熱伝導率が、フェルール１０の熱伝導率より大きい場合は、差し込み部の長さｔは、フェルール１０の径Ｄの半分（Ｄ／２）以上であると放熱特性が向上するため好ましい。
【００３９】
つぎに、図１、図２、図３、図５を用いて、本実施形態の車両用灯具１の製造方法を説明する。
【００４０】
灯具ホルダー６には、所定の位置に、段差１５ｂのある貫通孔である取付け部１５を座ぐり加工等により形成する。貫通孔の光源１４側の開口径は、フェルールホルダー９が挿入できる大きさである。貫通孔の内壁には段差１５ｂがあり、フェルールホルダー９の先端が段差１５ｂに突き当たることにより、フェルールホルダー９が取り付け部１５に対して位置決めされる構造である。（図１（ｃ）、図５（ａ））。また、貫通孔のリフレクタ５側の開口１５ａ径は、少なくとも波長変換部材７より大きい。また、開口径１５ａは、フェルール１０よりも大きく、フェルールホルダー９の径よりも小さいことが好ましい。
【００４１】
フェルール１０には、切削加工などにより外周面に凹部２１を形成する。フェルールホルダー９には、凸部２２をパンチ加工などにより形成する。凸部２２の形成位置および形状の精度は、凸部２２とフェルール１０の端部２５が図２（ｃ）のように係合した場合に、ｚ軸方向に必要な精度（例えば、誤差数十μｍ以下）が実現できる精度で形成する。
【００４２】
図３（ｂ）のように、光ファイバ１１の先端（出射端）にフェルール１０を端面が一致するように固定する。一方、光ファイバの入射端には、入射側フェルール１２を固定する（図１（ａ））。
【００４３】
図３（ｂ）のように、光ファイバ１１の出射端面に、波長変換部材７を接着剤等により固定する。
【００４４】
つぎに、図２（ａ）、（ｂ）のように、フェルール１０の先端をフェルールホルダー９内に挿入し、フェルールホルダー９内でフェルール１０をスライドさせ、フェルール１０の凹部２１とフェルールホルダー９の凸部２２と係合させる（図２（ｂ））。これにより、第１の保持位置で、フェルール１０がフェルールホルダー９に固定され、保持される。このとき、波長変換部材７の端部２３の位置は、フェルールホルダー９の端部２４、２７より内部に位置するため（図２（ｂ））、外部からの衝撃による波長変換部材７の損傷を防止できる。フェルールホルダー９を灯具ホルダー６に取り付けるまでの保管や輸送等の間は、第１の保持位置の状態を維持する。
【００４５】
つぎに、波長変換部材７が収納されたフェルールホルダー９を、灯具ホルダー６に対して固定する（図１（ａ）、図５（ｂ））。具体的には、波長変換部材７が収納されたフェルールホルダー９を、取り付け部１５の貫通孔の光源１４側の開口に接近させ（図５（ａ））、貫通孔に挿入する。そして、フェルールホルダー９の先端２４を貫通孔内の段差１５ｂに突き当て、軸方向についてフェルールホルダー９の位置を決める。その状態で、図１（ｄ）のようにフェルールホルダー９が固定部８ｂを備えている場合には、図１（ａ）のように固定部８ｂをねじ８ａにより灯具ホルダー６に固定する。また、図５（ａ）〜（ｃ）のように、固定部８ｂを備えていないフェルールホルダー９の場合は、熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂、２液混合型樹脂のような接着剤を用いて、フェルールホルダー９を灯具ホルダー６に固定する（図５（ｂ））。フェルールホルダー９および灯具ホルダー６がいずれも金属製の場合には、溶接により両者を固定してもよい。
【００４６】
これにより、細くしなやかなためハンドリングしにくい光ファイバ１１の先端の波長変換部材７を、灯具ホルダー６に接触させることなく、灯具ホルダー６に対してｘｙ方向に所定の位置に固定することができる。
【００４７】
次に、図２（ｂ）、図５（ｂ）のように、フェルール１０の光源１４側の端面に、光ファイバ１１の軸方向に沿った力Ｆを加える（図２（ｂ）、図５（ｂ））。これにより、フェルールホルダー９の凸部２２は、フェルール１０の凹部２１から外れ、フェルール１０はフェルールホルダー９内でスライド可能になる。さらに力Ｆを加えると、フェルール１０が軸方向にスライドし、波長変換部材７がフェルールホルダー９の先端２４から所定の長さＬだけ突出する（図２（ｃ）、図５（ｃ））。この状態までフェルール１０が移動すると、フェルールホルダー９の凸部２２が、フェルール１０の光源１４側端部２５と係合し、フェルール１０とフェルールホルダー９が固定される（第２の保持位置）。これにより、フェルールホルダー９内に収納されていた波長変換部材７が、フェルールホルダー９の端部２４から軸方向に光学系５に向かって所定の長さＬだけ突出するため、波長変換部材７は、取り付け部１５の開口１５ａからリフレクタ５側に突出する。所定の長さＬは、波長変換部材７の先端が、リフレクタ５に対して所定の位置に位置するように設計されているため、波長変換部材７の先端は、ｚ方向に精度よく所定の位置に位置決めして配置される。
【００４８】
一方、光源１４、レンズ１３および入射側フェルール１２は、光源１４から出射された光が集光されて入射側フェルール１２に効率よく入射するように、位置合わせして、車両用灯具内の所定の位置に固定する。
【００４９】
上述した製造工程によれば、本実施形態では、小さなサイズの波長変換部材７（発光部）を、損傷させることなく、かつ、精度よく波長変換部材７の所定に位置に精度よく配置することができる。
【００５０】
図１（ａ）のように光ファイバ１１の出射端面に固定されたサイズの小さな波長変換部材７は、リフレクタ５およびレンズ４に対する発光部となるため、リフレクタ５およびレンズ４の焦点等を考慮して定められた所定の位置から位置ずれすると車両用灯具の光度が変化する。一例として、図６に示すように波長変換部材７を所定の位置からｚ方向にずらしながらレンズ４から所定の距離だけ離れた位置９２における光度を測定したところ、図７のように、波長変換部材７が所定の位置（ｚ＝０）から数十μｍ〜１００μｍずれるだけで、車両用灯具の光度は数十％程度変動することがわかった。本実施形態では、フェルールホルダー９の端部２４を灯具ホルダー６の段差１５ｂに突き当てて位置決めし、さらに、フェルールホルダー９に対してフェルール１０を凸部２２によって正確な位置に保持することができるため、ｚ方向に正確に位置合わせして波長変換部材７を灯具ホルダー６に固定できる。よって、ｚ方向の位置ずれによる車両用灯具の光度のばらつきを防ぐことができ、歩留まりよく、車両用灯具を製造することができる。
【００５１】
図１（ａ）の車両用灯具１の発光時の各部の作用を説明する。光源１４からの光は、レンズ１３により光ファイバ１１の入射端面に集光され、光ファイバ１１に入射する。入射した光は、光ファイバ１１を伝搬して、出射端面から出射され、波長変換部材７に入射する。波長変換部材７に入射した光の一部は、蛍光を励起して蛍光に変換され、残りの光は、波長変換部材７を透過する。蛍光と波長変換部材７を透過した光との混合光が、波長変換部材７からリフレクタ５に向かって出射される。波長変換部材７の出射光は、リフレクタ５により反射され、レンズ４により集光および／または拡散され、車両用灯具として必要な形状の光束となって外部に向かって出射される。
【００５２】
このとき、波長変換部材７は、ｘｙｚの各方向について、リフレクタ５に対して所定の位置に精度よく配置されているため、波長変換部材７から出射された光は、リフレクタ５およびレンズにより効率よく、反射、集光および／または拡散され、大きな光度で対象物に対して照射できる。
【００５３】
また、本実施形態の車両用灯具は、光源１４と波長変換部材７とを離れた位置に配置することができるため、放熱効率を向上させることができ、波長変換部材７の蛍光体の温度消光を防ぐことができる。よって、波長変換部材７の変換効率を向上できるというメリットもある。
【００５４】
ここで、図８を用いて本実施形態の凹部２１と凸部２２の構造を説明する。図８（ａ）のように、凸部２２は、光ファイバ１１の軸に沿った断面の形状が、半楕円８４、三角形８５，８６、矩形８７等の種々の形状にすることができる。成形のしやすさを考慮すると断面形状が半楕円８４の凸部２２が好適である。断面形状が半楕円８４の凸部２２は、フェルールホルダー９が樹脂の場合は、型を使った成形で、金属の場合はパンチ加工で容易に生成することができる。また、断面形状が半楕円８４や、二つの底角が鋭角の三角形８５の凸部２２は、フェルール１０をフェルールホルダー９に対して、軸方向に沿って前後にスライドさせることが可能であるため、フェルール１０を第１の保持位置と第２の保持位置に比較的容易に行き来させることが望まれる場合に好適である。断面形状が三角形８６のものは、底角の一方を９０度以上にすることにより鋸歯形状になり、上述した実施形態のようにフェルール１０のフェルールホルダー９に対する進行方向を一方向に制限することができる。よって、抜け落ち防止の観点からは、断面形状が鋸歯形状の三角形８６の凸部２２のものを用いることが好ましい。一方、断面形状が矩形８７の凸部２２は、一旦凹部２２やフェルール１０の端部と係合すると、係合状態を解除するのに必要な力Ｆが大きいため、第１および第２の保持位置をそれぞれ維持したい場合に好適である。上述のように凸部２２の形状により、好適な用途が異なるため、用途に応じて凸部２２の形状を設計することが望ましい。
【００５５】
また、凸部２２の高さは、凸部２２の底面の軸方向に沿った長さ（底辺）の同等以上である場合、凹部２１に対して強く係合させることができる。底辺は、例えば２〜３ｍｍに設定することができる。
【００５６】
＜第二実施形態＞
第一実施形態では、フェルール１０に凹部２１を一つのみ設け、フェルール１０の端部２５を利用して第１及び第２の保持位置を実現していたが、本実施形態では、フェルール１０が、第１及び第２の保持位置にそれぞれ対応する二つの凹部２１ａ、２１ｂを有している。フェルールホルダー９の凸部２２は、第一実施形態と同様に一つである。
【００５７】
図９（ａ−１）は第二実施形態のフェルール１０と波長変換部材７と光ファイバ１１の断面図、図９（ａ−２）および（ａ−３）は、フェルールホルダー９内にフェルール１０を挿入した状態の断面図であり、（ａ−２）は、波長変換部材７がフェルールホルダー９内に位置し、（ａ−３）は波長変換部材７がフェルールホルダー９から突出している。図９（ａ−４）、（ａ−５）、（ａ−６）は、図９（ａ−１）、（ａ−２）、（ａ−３）に対応する側面図である。図９（ｂ−１）、（ｂ−２）、（ｂ−３）は、図９（ａ−１）、（ａ−２）、（ａ−３）の領域５１の拡大断面図であり、図９（ｂ−４）、（ｂ−５）、（ｂ−６）は、図９（ｂ−１）、（ｂ−２）、（ｂ−３）に対応する斜視図である。図９（ｃ−１）、（ｃ−２）、（ｃ−３）は、図９（ａ−１）、（ａ−２）、（ａ−３）に対応する斜視図である。
【００５８】
本実施形態では、フェルール１０の第一の凹部２１ａとフェルールホルダー９の凸部２２とが係合することにより、波長変換部材７がフェルールホルダー９内に収納された位置（第１の保持位置）でフェルール１０が保持される。フェルール１０をスライドさせて、フェルール１０の第二の凹部２１ｂとフェルールホルダー９の凸部２２とが係合することにより、波長変換部材７がフェルールホルダー９から所定の長さＬだけ突出した位置（第２の保持位置）でフェルール１０が保持される。
【００５９】
本実施形態の凹部２１ａ，２１ｂは、フェルール１０の周方向の１箇所に形成されている。よって、フェルール１０をｚ方向のみならず、周方向（θ方向）についても所定の角度に位置合わせして固定することができる。
【００６０】
図８（ｂ）のように、二つの凹部２１ａ，２１ｂのピッチ８３は、軸方向における開口径８２の１／２よりも大きいことが望ましい。
【００６１】
なお、図９には、凹部２１ａ，２１ｂの断面形状が半楕円形である場合を図示しているが、図８（ａ）に示した他の形状にすることももちろん可能である。
【００６２】
また、凹部２１ａ、２１ｂを、フェルール１０の軸方向の３か所以上に設けることも可能である。この場合、フェルールホルダー９の凸部２２を、３か所以上の凹部のいずれに係合させるかにより、フェルールホルダー９に対するフェルール１０の位置を調整することができる。よって、波長変換部材７のフェルールホルダー９からの突出長さＬを調整できるため、光学系（リフレクタ）５に対する波長変換部材７の軸方向の位置調整を、凸部２２を係合させる凹部を選択するする動作により、フェルールホルダー９を灯具ホルダー６に取り付けた後で行うことができる。このとき凸部２２の形状を、複数の凹部間で行き来できる形状（例えば、図８（ａ）の半楕円８４、三角形８５等）にすることにより、車両用灯具の出射光の光量等をモニターしながら、凸部２２を複数の凹部間で行き来させて出射光量が最大になる凹部（波長変換部材７の突出長さＬ）を探索ことができる。これにより、最適な突出長さＬで波長変換部材７を突出させることができる。ただし、凸部２２の形状は、複数の凹部間で行き来できる形状に限定されるものではなく、凸部２２を鋸歯形状（図８（ａ）の三角形８６等）にして、フェルール１０がフェルールホルダー９から突出する方向にのみスライドできるようにすることにより、波長変換部材７の光学系５に対する位置調整を可能にしつつ、かつ、フェルール１０の抜け落ちも防止できる。
【００６３】
上述した以外の構成、作用ならびに効果は、第一実施形態と同様であるので説明を省略する。
【００６４】
＜第三実施形態＞
第三の実施形態は、第二実施形態の凹部２１ａ，２１ｂの形状を、フェルール１０の周方向３６０度沿った環状に形成した点が第二実施形態とは異なる。フェルールホルダー９に設ける凸部２２は、一つであり、周方向の１か所にのみ設けられている。
【００６５】
図１０（ａ−１）は第三実施形態のフェルール１０と波長変換部材７と光ファイバ１１の断面図、図１０（ａ−２）および（ａ−３）は、フェルールホルダー９内にフェルール１０を挿入した状態の断面図であり、（ａ−２）は、波長変換部材７がフェルールホルダー９内に位置し、（ａ−３）は波長変換部材７がフェルールホルダー９から突出している。図１０（ａ−４）、（ａ−５）、（ａ−６）は、図１０（ａ−１）、（ａ−２）、（ａ−３）に対応する側面図である。図１０（ｂ−１）、（ｂ−２）、（ｂ−３）は、図１０（ａ−１）、（ａ−２）、（ａ−３）の領域５１の拡大断面図であり、図１０（ｂ−４）、（ｂ−５）、（ｂ−６）は、図１０（ｂ−１）、（ｂ−２）、（ｂ−３）に対応する斜視図である。図１０（ｃ−１）、（ｃ−２）、（ｃ−３）は、図１０（ａ−１）、（ａ−２）、（ａ−３）に対応する斜視図である。
【００６６】
第三実施形態では、第一凹部２１ａと第二凹部２１ｂは３６０度全域にわたって形成されているので、凹部２１ａ、２１ｂの周方向のどの部分でも保持ホルダー９の凸部２２と係合することができる。よって、周方向（θ方向）に凹部２１ａ，２１ｂと凸部２２とを位置合わせする必要がなく、係合させることができる。θ方向の位置決めが必要な場合には、凹部２１ａと凸部２２とを係合させた後にフェルール１０を周方向に所定のθまで回転させ、接着剤で接合することができる。
【００６７】
上述した以外の構成、作用および効果は、第一実施形態と同様であるので説明を省略する。
【００６８】
＜第四実施形態＞
第一から第三実施形態では、フェルール１０が凹部２１を、フェルールホルダー９が凸部２２を備えていたが、本実施形態では、図１１（ａ）〜（ｃ）のように、フェルール１０が凸部３１を、フェルールホルダー９が凹部３２を備える点が第一から第三実施形態とは異なる。
【００６９】
第四実施形態においては、凹部３２および凸部３１を、図１１（ａ）のように軸方向の２箇所に設けている。図１１（ｂ）のように一方の凸部３１のみを凹部３２に係合させて第１の保持位置を実現し、図１１（ｃ）のように二つの凸部３１の両方を凹部３２にそれぞれ係合させて第２の保持位置を実現することができる。
【００７０】
ただし、この形状に限られるものではなく、フェルール１０が軸方向の１箇所にのみ凸部３１を備え、フェルールホルダー９は２箇所に凹部３２を備える構成としてもよい。この場合、いずれかの凹部３２に選択的に凸部３１を係合させることにより二つの保持位置を実現することができる。
【００７１】
上述した以外の構成、作用および効果は、第一から第三実施形態と同様であるので説明を省略する。
【００７２】
上述の各実施形態では、フェルール１０の形状が円柱状として説明したが、本発明は円柱状のフェルール１０に限定されるものではなく、図１２（ａ）〜（ｂ）のような四角柱や、三角柱等の他の形状にすることも可能である。フェルール１０が四角柱形状の場合（図１２（ａ）、（ｂ））は、フェルールホルダー９は、四角筒形状（図１２（ｃ）、（ｄ））にする。なお、図１２（ａ），（ｂ）の符号７１は、フェルール１０の光ファイバ１１を挿入する貫通孔である。
【００７３】
上述してきた実施形態の車両用灯具として、ヘッドランプ、フォグランプ、昼間走行ランプ（ＤＲＬ）等に使用できる。ヘッドランプとしては、リフレクタ光学系車両用ヘッドランプの他に、プロジェクタ光学系車両用ヘッドランプに適用することも可能である。また、光源と波長変換部材を離れた位置に配置することが好適な装置であればどのような装置に用いてもよく、一般照明装置や、プロジェクタ（投影装置）や、内視鏡に用いることが可能である。
【符号の説明】
【００７４】
１４・・・光源、１１・・・光ファイバ、７・・・波長変換部材、１０・・・フェルール、９・・・フェルールホルダー、１５・・・取付け部、６・・・灯具ホルダー、５・・・光学系、３２・・・フェルールホルダーの凹部、２２・・・フェルールホルダーの凸部
【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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