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CN102466188A - 发光装置、照明装置以及车辆用前照灯 - Google Patents

发光装置、照明装置以及车辆用前照灯 Download PDF

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CN102466188A
CN102466188A CN2011103205885A CN201110320588A CN102466188A CN 102466188 A CN102466188 A CN 102466188A CN 2011103205885 A CN2011103205885 A CN 2011103205885A CN 201110320588 A CN201110320588 A CN 201110320588A CN 102466188 A CN102466188 A CN 102466188A
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CN
China
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light
emitting device
speculum
illuminating part
light emitting
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Application number
CN2011103205885A
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岸本克彦
友村好隆
河西秀典
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Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Abstract

本发明的前灯(1)具备了射出具有相干性的激光的半导体激光元件(3)、以及接受从半导体激光元件(3)射出的激光的照射而发光的发光部(7),并且输出发光部(7)发出的光。前灯(1)还具备了防止自半导体激光元件(3)射出的激光以维持有相干性的状态从前灯(1)输出的激励光输出防止膜(12)。

Description

发光装置、照明装置以及车辆用前照灯
技术领域
本发明涉及作为高亮度光源发挥功能的发光装置、以及具备了该发光装置的照明装置和车辆用前照灯。
背景技术
近年,使用发光二极管(LED:Light Emitting Diode)、半导体激光元件(Laser Diode;LD:激光二极管)等半导体发光元件作为激励光源,并将该些激励光源所发出的激励光照射向含有荧光体的发光部从而产生用作照明光的荧光的发光装置正得到积极研究。
作为此类发光装置的相关技术例,例如有专利文献1中揭示的灯具。在该灯具中,为了实现高亮度光源而使用了半导体激光元件来作为激励光源。半导体激光元件所振荡出的激光是相干光,其指向性较强,因此能够有效而无浪费地汇聚作为激励光的该激光,并加以利用。使用此类半导体激光元件来作为激励光源的发光装置能够较好地适用于车辆用头灯。
尤其是,在专利文献1的该灯具中,半导体发光元件发出紫外光,荧光体对应该紫外光而发出白色光。荧光体能够发出亮度很高的白色光,且对应照射过来的紫外光而产生白色扩散光。
另外,在该灯具中,使用了使白色光透过但遮断紫外光的材料,来在荧光体的前方形成有透光性部件。
该透光性部件使从荧光体射出的光透过到车辆前方,并且,为了防止从半导体发光元件发出的有害于人体的紫外光照射到车辆的外部,该透光性部件对该紫外光进行遮断。
另外,透光性部件本身也可以由可使紫外光透过的材料来形成,然后在该透光性部件的前方设置用于遮断紫外光的部件即可。
(现有技术文献)
专利文献1:日本国专利申请公开公报“特开2005-150041号公报”;2005年6月9日公开。
发明内容
如上所述,上述专利文献1的灯具遮断了从半导体发光元件发出的紫外光,从而防止了紫外光照射到车辆的外部。然而,紫外光是看不见的,原本上就没必要使照明光中含有紫外线,因此单纯地遮断所有的紫外光即可。
人们一般都知道紫外光对眼、皮肤有恶影响。例如,其给眼睛会带来角膜炎(例如引起位于眼球最外侧面上的角膜的炎症)的风险,会给皮肤带来黑化、灼伤的风险,或破坏DNA而导致皮肤癌。
因此上述灯具需能够遮断紫外光。
半导体发光元件所发出的激光是相干光。相干光大致分为以下两种。第1种是不可视的相干光,即波长处在紫外域或红外域的光。第2种是可视的相干光,即波长范围为可视光域的光。
通过使用透镜等光学系统,能够简单地将相干光聚集成非常小的光点,从而能够在局部上汇聚相当高的能量。因此,例如当其进入人眼时,光会汇聚照射在视网膜的一点上,若光的能量集中在该局部位置,便会导致视神经的损伤。
考虑此类相干光的特性时,不但需要遮断包括紫外光在内的波长处在紫外域或红外域的上述第1种相干光,还需要遮断波长范围为可视光域的上述第2种相干光。
关于相干光的定义,一般指相位在空间及时间上均一的光,其波长为单一波长。因此,作为用以遮断相干光的部件,使用可仅对处在该相干光的波长附近的相干光进行遮断的材料即可。
在此,当遮断可视光域内的相干光时,若过度地遮断了较广的波长域,那么除了遮断相干光以外,还会导致较多地遮断照明光中的所需光成分。因此,尽量缩小所要遮断的波长域且仅遮断含有相干光波长的波长域是很重要的。
然而,上述专利文献1中却没有记载或启示任何有关遮断此类可视光域内的相干光的技术。
本发明是为了解决上述问题而研发的,目的在于提供一种能够防止相干光照射到外部的发光装置以及具备该发光装置的照明装置和车辆用前照灯。
为解决上述的问题,本发明的发光装置具备了射出具有相干性的激励光的激励光源、以及接受从所述激励光源射出的激励光的照射而发光的发光部,并且输出所述发光部发出的光,还具备激励光输出防止部件,该激励光输出防止部件用以防止从所述激励光源射出的激励光以维持所述相干性的状态从所述发光装置输出。
在上述发光装置中,发光部接受激励光的照射而发光,且在该发光时,照射到发光部的激励光的相干性通常会因发光部中含有的荧光体而被吸收或漫射,而降低到足够低的程度。
然而,在从激励光源射出的激励光当中,也存在不参与发光部的发光,而是以维持对人体有恶影响的相干性的状态向发光装置的光输出侧行进的光成分。
例如,在从激励光源射出的激励光当中例如有以下的光成分等:(a)不照射到发光部本身的光成分;(b)虽然照射到发光部,但既不被发光部中含有的荧光体吸收又不被漫射,而是从发光部原样射出的光成分;(c)虽然照射到发光部,但被发光部表面反射,从而以几乎维持有相干性的状态原样射出的光成分。
像这种维持着对人体有恶影响的相干性的激励光若原样从发光装置输出,则例如当其进入人眼时,便会在视网膜的一点上聚集照射,若光的能量集中在该点上,便会导致视神经受损伤。
对此,上述发光装置中具备了激励光输出防止部件,从而能够防止如上述那样的维持有相干性的激励光原样从发光装置输出。
(发明效果)
如上所述,本发明的发光装置具备了射出具有相干性的激励光的激励光源、以及接受从所述激励光源射出的激励光的照射而发光的发光部,并且输出所述发光部发出的光,还具备激励光输出防止部件,该激励光输出防止部件用以防止从所述激励光源射出的激励光以维持所述相干性的状态从所述发光装置输出。
因此,本发明具有能够防止相干光照射到外部的效果。
附图说明
图1是本发明一实施方式的前灯的概略结构图。
图2是用以说明上述前灯所具备的激励光输出防止膜的效果的第1说明图。
图3是用以说明上述前灯所具备的激励光输出防止膜的效果的第2说明图。
图4是上述前灯所具备的激励光输出防止膜的概略结构的截面图。
图5是本发明的其他实施方式的前灯的概略结构图。
图6(a)是半导体激光元件的电路图。
图6(b)是半导体激光元件的基本结构的斜视图。
图7是表示本发明一实施方式的激光筒灯所具备的发光单元以及现有技术中的LED筒灯的外观的概略图。
图8是设置有上述激光筒灯的天花板的截面图。
图9是上述激光筒灯的截面图。
图10是表示上述激光筒灯的设置方法的变更例的截面图。
图11是设置有上述LED筒灯的天花板的截面图。
图12是上述激光筒灯与上述LED筒灯的规格比较图表。
(附图标记说明)
1前灯(发光装置)
2导光部
3半导体激光元件(激励光源)
7发光部
8反射镜
11壳体
11a前面部
12激励光输出防止膜(激励光输出防止部件、吸收部件、漫射部件)
具体实施方式
〔实施方式1〕
以下根据图1~图4来说明本发明的一个实施方式。在此,例举前灯1作为本发明的照明装置来进行说明,该前灯1满足了机动车用的行驶用前照灯(远光灯)的配光特性。但本发明的照明装置也可以用作满足了机动车用对向行驶前照灯(近光灯)的配光特性的前灯以及机动车以外的车辆/移动体(例如人、船舶、飞机、潜艇、火箭等)的前灯。另外,也可以用作其他照明装置,例如探照灯、投影器、家用照明器具等。
(前灯1的结构)
首先使用图1来说明本实施方式的前灯(发光装置)1的结构。图1是本实施方式的前灯1的概略结构图。如图1所示,前灯1具备半导体激光元件(激励光源)3、非球面透镜4、导光部2、发光部7、反射镜8、透明板9、壳体11、激励光输出防止膜(激励光输出防止部件、吸收部件、漫射部件)12。
(半导体激光元件3)
半导体激光元件3发挥激励光源的功能,其射出激励光。从半导体激光元件3振荡出激光(激励光)。当然,半导体激光元件3也可以设置多个,此时,多个半导体激光元件3各自振荡出激光。
从半导体激光元件3射出的激励光是具有相干性的相干光。如前述那样,相干光一般是指相位在空间及时间上均一的光,其波长为单一波长。
在半导体激光元件3中,1个芯片拥有10个发光点(10个条纹)。半导体激光元件3例如可以振荡出波长为405nm(蓝紫光)的激光,其输出功率可以是11.2W,工作电压可以是5V,工作电流可以是6.4A,其被封入直径为15mm的封装包内。若以上述的11.2W来使半导体激光元件3输出激光,则消耗电功为32W(5V×6.4A)。当然,半导体激光元件3所振荡出的激光的波长并不限于是405nm,只要该激光的峰值波长落在400nm以上420nm以下的波长范围内便可。
另外,若是例如安装有3个半导体激光元件3,则半导体激光元件3总体的光输出(照射束)为33.6W,消耗电功为96W(=5V×6.4A×3个)。为了得到高输出的激光,优选使用多个半导体激光元件3。
非球面透镜4用以使半导体激光元件3振荡出的激光入射至导光部2的一方的端部即光入射面21。作为非球面透镜4,例如可以使用日本ALPS电气公司制造的FLKN1 405(商品名)。只要具有上述的功能,便不对非球面透镜4的形状以及材料进行限定。但优选透镜的材料是对波长405nm左右的激励光具有高透过率,且具有优越耐热性的材料。
(导光部2)
导光部2用以将半导体激光元件3所振荡出的激光聚集至发光部7的激光照射面7a,导光部2是底面为矩形,头端尖细的台状导光部件。导光部2介由非球面透镜4与半导体激光元件3构成光学性结合。导光部2具有光入射面21和光出射面22,光入射面21受半导体激光元件3射出的激光的照射,该光入射面21所接受的激光从光出射面22射出至发光部7。即,导光部2在其底部拥有光入射面21,在其顶部拥有光出射面22。
光出射面22的面积比光入射面21的面积小。因此从光入射面21射入的激光在侧面23进行反射并行进,由此汇聚后从光出射面22射出。
例如,光入射面21的面积为15mm×3mm,光出射面22的面积为3mm×1mm。另外,导光部2的高度,换言之也就是光入射面21与光出射面22间的距离为例如50mm。此外,导光部2的侧面23涂布有折射率为1.35的氟系树脂(聚四氟乙烯)。通过该氟系树脂的涂布,侧面23能够有效反射激光。这是由于在该氟系树脂与构成导光部2的透明材料之间设有折射率差的缘故。
光出射面22可以是,在与连结光入射面21和光出射面22的轴相垂直的方向上持有轴的平凸柱面透镜。即,光出射面22可以是曲面形状。此时,激光在以规定的角度进行扩散的同时,从光出射面22射出。由此,从光出射面22射出的激光不会在激光照射面7a的一点上集中照射而是分散照射,所以能够防止因激光在一点上集中照射而导致发光部7劣化。因此能够实现具有高光束密度、高亮度、长寿命的前灯1。
虽然光出射面22在本实施方式中具备有柱面透镜的功能,但也可将柱面透镜作为独自的个体而安装在光出射面22上。此时,柱面透镜是设置在光出射面22与发光部7之间。
导光部2具体由石英玻璃(SiO2;折射率为1.45)、丙烯树脂以及其他的透明材料所构成。另外,光入射面21既可以是平面状,也可以是曲面状。
非球面透镜4与导光部2的结合效率(从导光部2的光出射面22射出的激光强度相对于从半导体激光元件3射出的激光强度的比例)为90%。因此,从半导体激光元件3射出的11.2W的激光穿过了非球面透镜4以及导光部2后,从光出射面22射出的激光为10W左右。
(发光部7)
发光部7接受从光出射面22射出的激光照射后而发光,其含有吸收激光而发光的荧光体。该发光部7被固定在透明板9的内侧(光出射面22所在的一侧)的面上,并且是固定在反射镜8的焦点位置或焦点附近的位置上。发光部7的位置固定方法并不限于上述方法,也可以通过自反射镜8延伸出的棒状或筒状的部件来对发光部7进行位置固定。
如上所述,发光部7接受激光照射而发光,该激光是半导体激光元件3所射出的相干光。发光部7接受了相干光的照射后,发出失去了相干性的非相干光(白色光)。发光部7将在后文中详述。
(反射镜8)
反射镜8具有开口部,反射镜8反射发光部7射出的非相干光,从而形成出在规定的立体角内行进的光束,并使该光束从上述开口部射出。即,反射镜8通过反射来自发光部7的光,而形成出向前灯1的前方行进的光束。也就是说,反射镜8向前灯1的输出侧输出光束。该反射镜8例如是表面上形成有金属薄膜的曲面状(杯状、擂钵状)的部件,其朝着反射光的行进方向开口。
另外,反射镜8并不限于是半球面镜,也可是椭圆面镜、抛物面镜、或具有椭圆面和/及抛物面的一部分曲面的反射镜。即,反射镜8的反射面中含有由图形(椭圆、圆或抛物线)沿中心转轴旋转而成曲面的至少一部分便可。另外,反射镜8的开口部的形状并不限于是圆形。开口部的形状能够对应前灯1及其周围的设计来适宜决定。
从正面看反射镜8时的反射镜8的面积称为反射镜8的开口面积。该开口面积为反射镜8在与反射镜8的光轴相垂直的平面上的投影像的面积。换言之,是反射镜8的开口部所框围的面(图1中标记8a所示的面)的面积。开口面积较小,则意味着反射镜8较小,进而意味着前灯1较小。为了减小前灯1的体积,优选反射镜8的开口面积在2000mm2以下。
透明板9是覆盖反射镜8的开口部的透明树脂板。透明板9用以支撑发光部7,其由上述相干光及非相干光均可透射的材料所构成。因此,透明板9只要是透明的,便可以是任意材料,所以能够容易地以低成本制造透明板9。
当然,在如上述那样通过从反射镜8延伸出的棒状、筒状的部件等这些除透明板9以外的部件来支撑发光部7时,便能够省去透明板9。
(发光部7的组成)
发光部7是硅酮树脂内部散布有荧光体的部件,其中,硅酮树脂用作荧光体保持物质。硅酮树脂与荧光体的比例大约为10∶1。发光部7也可以是压实了的荧光体。荧光体保持物质并不限于是硅酮树脂,也可以是有机无机混成玻璃、无机玻璃。
上述荧光体例如是氮化物系的或氧氮化物系的荧光体,或是组合了氮化物和氧氮化物的荧光体。硅酮树脂中散布有蓝光、绿光、红光的荧光体。由于半导体激光元件3振荡出波长405nm(蓝紫色)的激光,因此该激光照射到发光部7时产生白光。所以发光部7也可以说是波长转换材料。
半导体激光元件3也可以振荡出波长450nm(蓝色)的激光(或峰值波长落在440nm以上490nm以下的这一波长范围内的所谓的“近蓝色”激光)。此时,上述荧光体是黄光荧光体,或是红光荧光体与绿光荧光体组成的混合物。黄光荧光体是指,放出峰值波长落在560nm以上590nm以下的这一波长范围内的光的荧光体。绿光荧光体是指,放出峰值波长落在510nm以上560nm以下的这一波长范围内的光的荧光体。红光荧光体是指,放出峰值波长落在600nm以上680nm以下的这一波长范围内的光的荧光体。
上述荧光体优选是通称为“塞隆(SiAlON)”的荧光体。塞隆是氧氮化物荧光体的一种,是氮化硅中的一部分硅原子被铝原子取代,且一部分氮原子被氧原子取代了的物质。塞隆荧光体可以通过在氮化硅(Si3N4)中固溶氧化铝(Al2O3)、氧化硅(SiO2)、稀土类元素等来制成。
作为荧光体的其他优选例,例如有使用了纳米级尺寸的III-V族化合物半导体颗粒的半导体纳米颗粒荧光体。
半导体纳米颗粒荧光体的一个特征在于,即使使用同一化合物半导体(例如磷化铟:InP),通过将该化合物半导体的粒径改变成纳米级尺寸,便能够通过量子尺寸效应来改变荧光体的发光色。例如,若使用InP,其颗粒尺寸大致为3~4nm时则发出红光。在此,颗粒尺寸是通过透射电子显微镜(TEM)来评价的。
另外,由于该半导体纳米颗粒荧光体基于的是半导体,因此荧光寿命较短,且能够将激励光的能量迅速转换成荧光而放出,因此对高能量的激励光具有较强的耐性。其理由在于,该半导体纳米颗粒荧光体的发光寿命为10纳秒左右,在数值上比一般的以稀土类为中心来发光的荧光体材料小了5个数量级的缘故。
此外,如上所述,由于发光寿命短,因此激光的吸收和荧光体的发光能够快速地反复切换。其结果,对于较强的激光能够维持较高的转换效率,且能够降低荧光体的发热。
因此,能够抑制发光部7的热劣化(变色、变形)。由此能够延长前灯1的寿命。
(发光部7的形状以及大小)
发光部7例如是3mm×1mm×1mm的长方体。此时,用于接收来自半导体3的激光的激光照射面7a的面积、以及用于使经激光转换而得的白光射出的发光面7b的面积为3mm2。日本国内法规所定的车辆用前灯的配光图案(配光分布)为在铅垂方向上要狭窄,在水平方向上要宽广。因此,通过将发光部7的形状形成为在水平方向上较长(截面大致为长方形),便能够容易地实现上述配光图案。
发光部7也可以不是长方体,例如可以是激光照射面7a以及发光面7b为圆形或椭圆形的筒状体。另外,发光面7b未必一定是平面,也可以是曲面。若激光照射面为曲面,则至少光在曲面上的入射角度会大大改变,因此随激光照射的部位的不同,其反射光的前进方向会大大改变。从而有时会难以控制激光的反射方向。与此相比,若激光照射面为平面,则即使激光的照射位置稍许错位,反射光的前进方向也几乎不变,因此能够容易地控制激光的反射方向。能够依照情况较容易地应付,例如在受反射光照射的地方设置激光吸收材料等。
另外,激光照射面7a与发光面7b之间的厚度,即发光部7的厚度也可以不是1mm。上述厚度只要满足激光能够在发光部7中全部转换成白光,或满足激光能够在发光部7中进行足够的漫射便可。即,发光部7拥有的厚度只要是可使有害于人体的相干光转换成无害的非相干光或对人体无恶影响的相干光即可。
在此,发光部7的必要厚度是随发光部7中的荧光体保持物质与荧光体之间的比例而变化的。发光部7中的荧光体含量较多,激光转换成白光的效率便较高,因此能够减薄发光部7的厚度。
(壳体11)
在壳体11的内部,容纳封装有半导体激光元件3、非球面透镜4、导光部2、发光部7、反射镜8、透明板9。壳体11的内部封入有例如干燥空气(dry air)。该干燥空气的露点温度例如为-35℃,其抑制了半导体激光元件3以及发光部7的温度上升。
从壳体11向其外部延伸出有设置在半导体激光元件3上的两条电极引线,该两条电极引线与激光驱动电路(无图示)相连接。该激光驱动电路通过向两条电极引线连续地或间歇地施加规定的电位差,来向半导体激光元件3输入用以驱动半导体激光元件3的驱动电流。
另外,壳体11具有前面部(出射面)11a,该前面部11a与上述透明板9同样,由相干光以及非相干光均能透射的材料所构成。该前面部11a与反射镜8的开口部所框围的面8a相对向,且使自该面8a射出的经反射镜8形成的光束透过。从使该光束透过的观点来看,也可以仅针对前面部11a中用于使自反射镜8的面8a射出的光束透过的区域,用上述透射材料来形成。
壳体11的前面部11a只要是透明的,便可以是任意材料,所以能够容易地以低成本制造该前面部11a。
另外,壳体11中除了前面部11a,其他的面(遮光面)用既能对相干光又能对非相干光进行遮挡的遮光材料来构成即可。
(激励光输出防止膜12)
激励光输出防止膜12贴在壳体11的前面部11a上。此时,如图1所示,可以说,相对于发光部7,激励光输出防止膜12配置在前灯1的光输出侧。
如上所述,在前灯1中,穿过了覆盖着反射镜8开口部的透明板9以及壳体11的前面部11a之后,通过反射镜8而形成的光束射出至前灯1的外部。
经反射镜8形成的光束是从发光部7发出的失去了相干性的光,即非相干光。因此,即使透明板9和壳体11的前面部11a两者都用相干光和非相干光均可透过的透明材料来形成,相干光通常也不会漏出到前灯1的外部。这是由于从半导体激光元件3射出的激光即相干光照射到发光部7后,理应被发光部7转换成非相干光的缘故。
然而实际上,经反射镜8形成的光束中可能仍含有相干光。激励光输出防止膜12就是为应付此类情况而设置的,当经反射镜8形成的光束中含有相干光时,激励光输出防止膜12起到衰减、遮断该相干光,防止相干光漏出到前灯1外部的作用。
例如,如图2所示前灯1a那样,从导光部2的光出射面22射出的激光通常会如标记31所示的激光那样,照射向发光部7。该激光31被发光部7中含有的荧光体吸收,并被转换波长。此时,激光31的相干性也同时消失。
若是此情况,经反射镜8形成的光束便是由上述那样失去了相干性的荧光32所组成,其结果是该光束不含有相干光。
与此相比,在从导光部2的光出射面22射出的激光之中,在从光出射面22射出的由标记33所示的激光的出射方向上并无发光部7。该现象是随导光部2的光出射面22的形状、受来自该光出射面22的激光照射的反射镜8上的光入射孔的形状、发光部7的位置、大小、形状等,而完全有可能发生的。
在该情况时,维持有相干性的激光33不是照射到发光部7,而是透过透明板9,并透过壳体11的前面部11a。这是由于透明板9和前面部11a均用相干光也可透过的透明材料来构成的缘故。
另外,例如图3所示的前灯1b,从导光部2的光出射面22射出的激光通常会如标记34所示的激光那样,照射到发光部7且被该发光部7中含有的荧光体所吸收。激光34经由该吸收而被改变波长。并且,在波长改变时,激光34的相干性也同时消失。
若是上述的情况,经反射镜8形成的光束便是由上述那样失去了相干性的荧光35所组成,其结果是该光束不含有相干光。
与此相比,在从导光部2的光出射面22射出的激光之中,标记36所示的激光虽然照射至发光部7,却未被发光部7中含有的荧光体所吸收,而是从发光部7射出。
在此,即便假设从光出射面22射出的激光未被发光部7中含有的荧光体所吸收,通常也会因荧光体而发生漫射。
然而,随发光部7内部的激光光路的状况以及发光部7内部的荧光体散布分布的状况,在照射至发光部7的激光之中,也可能出现既不被发光部7所含的荧光体吸收,也不因荧光体而发生漫射的情况。
在上述的情况时,激光36虽然照射至发光部7,却既不被发光部7所含的荧光体吸收,也不发生漫射,而是从发光部7射出。即,维持有相干性的激光36会从发光部7射出。
如此,维持有相干性的该激光36便会透过透明板9,并透过壳体11的前面部11a。像这样,经反射镜8形成的光束中有时也会含有相干光。
如上所述,激励光输出防止膜12贴在壳体11的前面部11a上。该激励光输出防止膜12具有消去穿过其自身的光束的相干性的、后述的激励光输出防止功能。
激励光输出防止膜12借助该激励光输出防止功能,对上述那样从透明板9以及壳体11的前面部11a透射过来的光束中的相干光进行衰减、遮断。由此,即使经反射镜8形成的光束中含有相干光,也能够防止依然对人体有恶影响的该相干光直接漏出至前灯1的外部。
以下,对激励光输出防止膜12的具体例进行说明。
例如,可以将至少对波长为400nm以上420nm以下的光成分进行衰减、遮断的光学膜用作激励光输出防止膜12。作为该光学膜,例如可以使用日本内外TECHNOS株式会社制造的UV Guard(商品名)。图4表示了使用有该光学膜的激励光输出防止膜12的概略结构。
如图4所示,在该激励光输出防止膜12中依次配置有:以直接接触的方式设置在离模片13上的粘接层12a、420nm以下波长去除层12b、PET基底12c、硬覆盖层12d。
粘接层12a用于将激励光输出防止膜12粘接至壳体11的前面部11a。在与壳体11的前面部11a相粘接之前,为了维持粘接性,使用上述的离模片13来保护粘接层12a的粘接面。
在粘接层12a的用以与壳体11的前面部11a进行粘接的粘接面上,为了实现其粘接性而涂布有公知的粘接剂。
420nm以下波长去除层12b是通过在厚为100μm的热可塑性聚酯(聚乙烯对苯二酸酯)树脂中散布用以吸收波长420nm以下的光的吸收剂而得到的。作为波长420nm以下的光的吸收剂,例如可以使用二苯酮系、苯甲酸酯系、苯并三唑系、三嗪系等具有苯环的有机分子。通过调整该些有机分子的浓度、组合,便能够去除期望波长以下的光。
PET基底12c是含有热可塑性聚酯树脂的厚为50μm的高分子膜。硬覆盖层12d的厚度为10μm,其含有根据光、热而变化的反应硬化型树脂组成物。
例如可以将激励光输出防止膜12从离模片13上剥离后,将该激励光输出防止膜12贴至壳体11的前面部11a的内侧。当然,激励光输出防止膜12也可以贴至壳体11的前面部11a的外侧,但这时最好在粘接层12a中也散布有紫外线吸收剂,以使PET基底12c不受波长420nm以下的较强的光的直接照射。
另外,激励光输出防止膜12中也可以使用例如使至少波长为400nm以上420nm以下的光成分发生漫射的光学膜。作为该光学膜,例如可以使用表面上设有细小凹凸体的所谓的“磨砂玻璃”、内部散布有折射率相异的微粒的膜片等。
如此,通过使用对维持有相干性的相干光进行吸收的吸收膜(吸收部件)、用以引起漫射的漫射膜(漫射部件),激励光输出防止膜12实现了上述激励光输出防止功能。当然,激励光输出防止膜12中既可以使用吸收膜或漫射膜中的某一方,也可以两方都使用。
作为本实施方式的前灯1中的半导体激光元件3,如上所述,能够使用以400nm以上420nm以下的波长来进行振荡的半导体激光元件。
例如,当使用以低于400nm的波长,尤其是以低于380nm的波长来进行振荡的半导体激光元件时,即使该半导体激光元件所射出的激光如上述那样漏出至前灯1的外部,也因波长低于400nm的光的视感性较低,而存在人无法察觉该泄露的问题。
此外,当波长到达低于380nm的(近)紫外光域时,由于肉眼无法看见,会进一步增加危险性。对此,通过使用以400nm以上的波长进行振荡的半导体激光元件,便能够较容易地目视到从该半导体激光元件射出的激光。因此,即使在万一发生了激光泄露时,也能够容易地应付。
另一方面,就虽然波长与激光相同但失去了相干性的光而言,由于其对人眼的危险性与通常光(对应于相干光的非相干光)相同,因此即使目视了波长在400nm以上420nm以下的激光,也未必一定会给眼睛带来危险。
在本实施方式中,在一般情况时,从半导体激光元件3射出的相干性的激光照射到发光部7,并被该发光部7中含有的荧光体吸收。然后,该激光的波长被荧光体改变,从而作为波长大于激光的荧光射出。此时,激光失去相关性,而成为非相干性的荧光。
另外,从半导体激光元件3射出的相干性激光的一部分即使未被荧光体改变波长,也会因荧光体颗粒而发生漫射,从而失去相干性,成为非相干性的激光。
此外,即使在半导体激光元件3射出的相干性的激光当中,万一残留有未失去相干性而是维持有相干性的激光,也能够通过激励光输出防止膜12,对该维持有相干性的激光在其放射到前灯1外部之前,进行遮断、吸收。因此很安全。
(激励光输出防止膜12的其他效果)
如上所述,在前灯1中,经反射镜8形成的光束穿过壳体11的前面部11a后,射出至前灯1的外部。这意味着,来自前灯1外部的外光也会穿过壳体11的前面部11a而入射进前灯1的内部。
若该外光照射到壳体11内部中配置的发光部7,便会导致发光部7进行不必要的发光,而促进发光部7的劣化。
对此,在本实施方式的前灯1中,壳体11的前面部11a上贴有激励光输出防止膜12,因此能够阻挡外光的侵入。
例如,若将如上述那样以400nm以上420nm以下的波长进行振荡的半导体激光元件用作本实施方式的前灯1中的半导体激光元件3,则构成激励光输出防止膜12的光学膜中含有的便是拥有对波长420nm以下的光进行遮断的这一特性的上述420nm以下去除层12b。
此时,反过来说就是波长为420nm的外光被该激励光输出防止膜12所遮断,其结果是该外光不会从前灯1的外部穿过壳体11的前面部11a而入射至内部。
因此,发光部7不会因外光而发光,由此可防止发光部7进行不必要的发光,进而可抑制发光部7的劣化。
(前灯1的效果)
在具备以上的结构的前灯1中,若设从导光部2的光出射面22射出了10W的激光,且发光部7的正面面积为3mm2,则反射镜8的开口面积为2000mm2,放射出的光束约为900lm,发光部7的亮度为75cd/mm2
(激励光输出防止膜12的其他配置方式)
如上所述,激励光输出防止膜12中能够使用有吸收膜或漫射膜,或能够使用有吸收膜和漫射膜这两者。
以下参照图1来说明激励光输出防止膜12的其他配置方式。
首先,当激励光输出防止膜12中使用有吸收膜时,在图1中,激励光输出防止膜12被贴在壳体11的前面部11a上。
但也可以将激励光输出防止膜12例如贴在覆盖着反射镜8开口部的透明板9上。
另外也可以将激励光输出防止膜12贴在靠近发光部7的发光面(发光部7上的、靠向前灯1的光输出侧的面)7b的地方。此时,例如可以先设置好与发光部7的发光面7b靠近的吸收膜粘贴部件,然后将吸收膜贴至该吸收膜粘贴部件上即可。
此外,激励光输出防止膜12也可以贴在壳体11的前面部11a、以及透明板9这两方上。或也可以贴在壳体11的前面部11a、以及发光部7的发光面7b这两方上。即,使用两枚作为激励光输出防止膜12的吸收膜,将其中一方的吸收膜(第1吸收部件)贴在透明板9或发光部7的发光面7b上,将另一方的吸收膜(第2吸收部件)贴在壳体11的前面部11a上即可。
无论上述哪种配置方式,均可以说激励光输出防止膜12是相对于发光部7配置在前灯1的光输出侧。
另一方面,当激励光输出防止膜12中使用有漫射膜时,例如也可以将其贴在覆盖着反射镜8开口部的透明板9上。
另外,激励光输出防止膜12还可配置在靠近发光部7的发光面7b的地方,也可配置在靠近发光部7的激光照射面7a的地方。在该情况时,例如可以先设置好各自与发光部7的发光面7b、激光照射面7a相接近的漫射膜粘贴部件,然后将漫射膜贴在该漫射膜粘贴部件上即可。
在此,若是将激励光输出防止膜12配置成靠近于发光面7b,则可以说激励光输出防止膜12是相对于发光部7配置在前灯1的光输出侧。另一方面,若是将激励光输出防止膜12配置成靠近于激光照射面7a,则可以说激励光输出防止膜12是相对于发光部7配置在半导体激光元件3侧。
此外,激励光输出防止膜12既可以贴在壳体11的前面部11a和透明板9这两方上,也可以贴在壳体11的前面部11a、以及发光部7的发光面7b这两方上。还可以贴在壳体11的前面部11a、以及发光部7的激光照射面7a这两方上。
另外,当激励光输出防止膜12中既使用有吸收膜又使用有漫射膜时,将该两个光学膜配置成可使半导体激光元件3射出的激光先入射至漫射膜,而后入射至吸收膜即可。这样,即使漫射膜未能完全使维持有相干性的激励光进行漫射,也能够通过吸收膜来吸收该激励光。
〔实施方式2〕
以下说明本发明的实施方式2。图5是本发明实施方式2的前灯的概略结构图。以下,关于与本发明实施方式1相同的部件,赋予其同一标记,并省略其详细说明。
本实施方式的前灯1c与上述实施方式1的前灯1的差异在于发光部7替换成了3个发光部71、72、73。
在上述实施方式1的前灯1中,能够使用以400nm以上420nm以下的波长进行振荡的半导体激光元件3,此时,波长处在激励光波长405nm附近的光被激励光输出防止膜12所遮断。
因此,当如上述实施方式1那样将单纯混合了绿光荧光体(例如Caoα-SiAlON:Ce)和红光荧光体(例如CASN:Eu、SCASN:Eu)的混合物用作为发光部7中含有的荧光体时,在由各荧光体发出的荧光所混合成的白光当中,波长在405nm附近的上述光会被遮断,而致使白光的色度调整范围较小。
对此,在本实施方式的前灯1c中,不但设置有含有绿光荧光体(例如上述的Caα-SiAlON:Ce)的发光部71以及含有红光荧光体(例如上述的CASN:Eu、SCASN:Eu)的发光部72,还设置有含有蓝光荧光体的发光部73。
作为该发光部73中含有的蓝光荧光体,例如可以使用含有JEM的氧氮化物荧光体(JEM相荧光体)。JEM相荧光体是一种在对经稀土类元素而得以稳定化的塞隆荧光体施以调整的过程中所确认到的生成物质。JEM相是一种在氮化硅系材料中发现的晶界相,其为一种陶瓷,通常包含了由组成式M1Al(Si6-zAlz)N10-zOz(其中,M1是选自由La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu组成的群体中的至少一种元素)所表示且以z为参数的组成单元。JEM相是具有特殊原子排列结构的结晶相(氧氮化物结晶)。JEM相的结晶共价性较强,因此具有优越的耐热性。JEM荧光体例如有LaSiAlON:Ce等。因JEM相荧光体中含有Ce成分,因此较容易得到蓝色至蓝绿色的光。在激励波长为405nm时,JEM相:Ce荧光体的发光峰值波长为490nm,此时的发光效率为50%。
虽然在本实施方式的前灯1c中设有发光部71、72、73这3个发光部,但也可以混合上述的3种荧光体(绿光荧光体、红光荧光体、蓝光荧光体),然后将它们散布在单个发光部中。
(半导体激光元件3的结构)
在此,对上述实施方式1及2的前灯1~1c中所用的半导体激光元件3的基本结构进行说明。图6(a)是半导体激光元件3的电路图,图6(b)是半导体激光元件3的基本结构的斜视图。如图所示,半导体激光元件3中依次层积有阴极电极19、基板18、包层113、活性层111、包层112、阳极电极17。
基板18是半导体基板,其一般是用作为化合物半导体的GaAs、GaN来构成。但基板18也可以用以下任意的半导体所构成:Si、Ge、SiC等IV族半导体;以GaAs、GaP、InP、AlAs、GaN、InN、InSb、GaSb、AlN为典型的III-V族化合物半导体;ZnTe、ZeSe、ZnS、ZnO等II-VI族化合物半导体;ZnO、Al2O3、SiO2、TiO2、CrO2、CeO2等氧化物绝缘体;SiN等氮化物绝缘体。基板18尤其优选用氮化物半导体来构成。
阳极电极17用以使电流经由包层112流入活性层111。
阴极电极19用以使电流从基板18的下部,经由包层113流入活性层111。通过向阳极电极17·阴极电极19施加正向偏压来使电流流入。
活性层111夹在包层113和包层112之间。
另外,活性层111的材料可以用以下任意的半导体来构成:以非掺杂的GaAs、GaP、InP、AlAs、GaN、InN、InSb、GaSb、AlN为典型的III-V族化合物半导体;ZnTe、ZeSe、ZnS、ZnO等II-VI族化合物半导体。
活性层111是通过流入的电流而发光的区域,其与包层112以及包层113之间存在折射率差,因而所产生的光被封闭在活性层111内。
另外,活性层111具有对向配置的正面侧解理面114·背面侧解理面115,该两个解理面用以将经受激放射而增强的光封闭在活性层111内。该正面侧解理面114·背面侧解理面115起到了反射镜的作用。
但与光全反射的反射镜不同的是,通过受激放射而增强的光达到一定的强度时,其从活性层111的正面侧解理面114或背面侧解理面115(为了便于说明,在本实施方式中为正面解理面114)的某一方射出,而成为激光(激励光)L0。活性层111也可以形成为多量子阱结构。
另外,与正面侧解理面114对向而置的背面侧解理面115上形成有用于进行激光振荡的反射膜(未图示),从而在正面侧解理面114和背面侧解理面115之间构成反射率的差,由此能够使激光(激励光)L0从反射率较低的端面例如正面侧解理面114上的发光点103射出。
n型及p型的包层113·包层112可以用以下任意的半导体来构成:以GaAs、GaP、InP、AlAs、GaN、InN、InSb、GaSb、AlN为典型的III-V族化合物半导体;ZnTe、ZeSe、ZnS、ZnO等II-VI族化合物半导体。通过向阳极电极17以及阴极电极19施加正向偏压,能够使电流流入活性层111。
关于包层113·包层112以及活性层111等这些半导体层的膜形成,例如能够运用MOCVD(金属有机化合物化学气相淀积)法、MBE(分子束外延)法、CVD(化学气相淀积)法、激光磨蚀法、溅射法等一般的成膜方法。关于各金属层的膜形成,能够运用真空蒸镀法、电镀法、激光磨蚀法、溅射法等一般的成膜方法。
(发光部7的发光原理)
以下,说明一下上述实施方式1及2的前灯1~1c中使用的半导体激光元件3振荡出的激光使荧光体发光的原理。
首先,半导体激光元件3所振荡出的激光照射至发光部7中含有的荧光体,从而荧光体内的电子从低能态跃迁至高能态(受激态)。
之后,由于该受激态不稳定,荧光体内的电子的能级经过了一定时间后,重新跃迁回原来的低能级(基态;或受激态与基态之间的亚稳能级)。
像这样,跃迁成高能级的电子跃迁回低能级时,荧光体会进行发光。
通过满足了等色原理的3色混色,或通过满足了补色关系的2色混色,能够构成白光。利用该原理、关系,能够对半导体激光元件3所振荡出的激光的颜色以及荧光体所发出的荧光的颜色进行如前述那样的组合,从而得到白色光。
〔实施方式3〕
以下,根据图7~图12,对本发明的其他实施方式进行说明。关于与上述实施方式1及2相同的部件,赋予其相同的标记,并省略其说明。
在此,对作为本发明的照明装置的一例的激光筒灯200进行说明。激光筒灯200是设置在房屋、乘坐物等构造物的天花板中的照明装置。半导体激光元件3射出的激光照射至发光部7而产生荧光,该荧光成为激光筒灯200的照明光。
另外,也可以在构造物的侧壁或地板中设置与激光筒灯200具有相同结构的照明装置。上述照明装置的设置场所并无特别限定。
图7是表示发光单元210以及现有技术中的LED筒灯300的外观的概略图。图8是设置有激光筒灯200的天花板的截面图。图9是激光筒灯200的截面图。如图7~图9所示,激光筒灯200埋设于天花板400中,其具备射出照明光的发光单元210、将激光经光纤5提供给发光单元210的LD光源单元220。LD光源单元220不设置在天花板,而是设置在用户能够易于摸到的位置(例如房屋的侧壁)。之所以能够如此自由决定LD光源单元220的位置,是由于LD光源单元220与发光单元210经由光纤5连接的缘故。该光纤5配置在天花板400与隔热材401之间的缝隙中。
(发光单元210的结构)
如图9所示,发光单元210具备壳体211、光纤5、发光部7、透光板213。
壳体211中形成有凹部212,该凹部212的底面上配置有发光部7。凹部212的表面上形成有金属薄膜,从而凹部212具有反射镜的功能。
另外,壳体211中形成有用以穿入光纤5的通路214,光纤5经由该通路214而延伸至发光部7。光纤5的出射端部与发光部7之间的位置关系与前述相同。
透光板213以盖住凹部212的开口部的方式配置,其是透明或半透明的板。该透光板213与透明板9具有同样的功能。发光部7的荧光透过透光板213后,作为照明光射出。透光板213相对于壳体211能够拆装,或也可以省去不用。
另外,在透光板213的内侧表面或外侧表面上贴有与上述激励光输出防止膜12具有同样功能的光学膜(省略图示)。
发光单元210虽然在图7中具有圆形的外缘,但发光单元210的形状(严密而言是指壳体211的形状)并无特别限定。
筒灯与前灯的差别在于,筒灯不要求理想的点光源,只要有1个发光点便足以。因此,与前灯相比,筒灯的发光部7的形状、大小、配置的制约较少。
(LD光源单元220的结构)
LD光源单元220具备半导体激光元件3、非球面透镜4、光纤5。
光纤5的一方的端部即入射端部连通至LD光源单元220,半导体激光元件3所振荡出的激光介由非球面透镜4而射向光纤5的入射端部。
在图9所示的LD光源220的内部,虽然仅图示了半导体激光元件3和非球面透镜4的这一对部件,但当有多个发光单元210时,也可以把从各发光单元210延伸出的各光纤5的光纤束引接到单个LD光源单元220中。此时,单个LD光源单元220中容纳有多个由半导体激光元件3和非球面透镜4组成的对,从而LD光源单元220发挥集成电源盒的功能。
(激光筒灯200的设置方法的变更例)
图10是激光筒灯200的设置方法的变更例的截面图。如图所示,作为激光筒灯200的设置方法的变形例,在天花板400上仅开出用以通入光纤5的孔402,由此能够在天花板400上张贴激光筒灯主体(发光单元210),从而发挥出薄型、轻量特性。此时,激光筒灯200所受的设置制约较小,且具有可大副削减工事费的优点。
(激光筒灯200与现有技术中的LED筒灯300的比较)
如图7所示,现有技术中的LED筒灯300具有多个透光板301,照明光从各透光板301射出。即,LED筒灯300中存有多个发光点。之所以LED筒灯300中存有多个发光点,是因为各发光点所射出的光的光束量较低,不设置多个发光点就得不到具有充分光束量的照明光的缘故。
与此相比,激光筒灯200是高密度光束的照明装置,所以使用1个发光点便可。因此,具有照明光下的阴影较清晰的这一效果。另外,通过将高演色性的荧光体(例如,多种的氧氮化物荧光体及/或氮化物荧光体的组合)用作发光部7的荧光体,能够提高照明光的演色性。
如此,能够实现近乎于白炽筒灯的高演色性。通过高演色性荧光体与半导体激光元件3的组合,不但能够实现例如平均显色指数Ra为90以上的演色光,甚至能够实现LED筒灯或荧光筒灯所难以实现的、特殊显色指数R9为95以上的高演色光。
图11是设置有LED筒灯300的天花板的截面图。如图所示,LED筒灯灯300的容纳有LED芯片、电源、冷却单元的壳体302被埋入于天花板400中。壳体302的体积较大,因此隔热材401的配置有壳体302的部位沿壳体302的形状而形成为凹部。电源线303从壳体302延伸出,并连接于电源插座(省略图示)。
然而该结构会带来以下的问题。首先,由于在天花板400和隔热材401之间存在发热源即光源(LED芯片)以及电源,因此若使用LED筒灯300,便会使天花板温度上升,导致房间的冷气效率下降。
另外,使用LED筒灯300时,需要对每一光源配置电源以及冷却单元,这样便导致总成本增加。
此外,由于壳体302的体积较大,往往难以在天花板400与隔热材401间的空隙内配置LED筒灯300。
与此相比,若使用激光筒灯200,由于发光单元210中不含有较大的发热源,因此不会使房间的冷气效率下降。其结果是能够避免房间冷气成本的增大。
另外,由于无需对每一发光单元210设置电源以及冷却单元,所以能够实现激光筒灯200的小型化、薄型化。其结果是,设置激光筒灯200时所受的空间制约变小,从而可容易地在现有住宅内进行安装。
由于激光筒灯200小且薄,因此能够如上述那样将发光单元210设置于天花板400的表面。因此相比于LED筒灯300,不但能够减小设置时所受的制约,还能够大幅削减工事费用。
图12是对激光筒灯200的规格和LED筒灯300的规格进行比较的图表。如图12所示的例中,相比于LED筒灯300,激光筒灯200的体积减少了94%,质量减少了86%。
另外,由于能够将LD光源单元220设置在用户容易摸到的地方,因此即使半导体激光元件3发生了故障也能够轻松更换半导体激光元件3。另外,通过把自多个发光单元210延伸出的光纤5引导至单个LD光源单元220,便能够一并管理多个半导体激光元件3。因此,即使要更换多个半导体激光元件3,也能够容易地进行更换。
在此,若LED筒灯300是使用有高演色性荧光体的类型,其能够以10W的消耗电功来射出约500lm的光束。而使用激光筒灯200来实现同样亮度的光照时,则需要有3.3W的激光输出功率。若LD的转换效率为35%,那么该3.3W的激光输出功率相当于需要10W的电功率。从消耗电功来看,两者无显著的差异,但激光筒灯200与LED筒灯300相比,能够在同样的消耗电功的基础上获得以上的种种优点。
如上所述,激光筒灯200包含:LD光源单元220,具备至少1个射出激光的半导体激光元件3;至少1个发光单元210,该发光单元210具备了发光部7、贴有与激励光输出防止膜12拥有同样功能的光学膜的透光板213、用作反光镜的凹部212;光纤5,用以将上述激光引导至各发光单元210。
本发明并不限于上述各实施方式,可以根据权利要求所示的范围进行各种的变更,适当地组合不同实施方式中记述的技术方案而得到的实施方式也包含于本发明的技术范围之内。
〔本发明的其他描述〕
本发明也能作如下描述。
作为优选,所述激励光输出防止部件包括对维持有所述相干性的激励光进行吸收的吸收部件;所述吸收部件配置在所述发光部周围的、处于所述发光装置的光输出侧的位置。
根据上述技术方案,吸收部件能够对未照射到发光部本身的激励光或虽然照射到发光部但既不被发光部中含有的荧光体吸收又不被漫射,而是从发光部原样射出,从而维持有相干性的激励光进行吸收。
因此能够完全防止维持有相干性的激励光输出至发光装置的外部。
作为优选,还具备擂钵状的反射镜,所述反射镜对所述发光部发出的光进行反射,以使该光向所述发光装置的光输出侧行进;所述发光部配置在所述反射镜的所述擂钵状内;所述吸收部件与所述发光部的、所述发光装置的光输出侧的面相接近,且配置在所述反射镜的所述擂钵状内。
根据上述技术方案,吸收部件与发光部的、发光装置的光输出侧的面相接近地配置,因此,未参与发光部的发光且穿过了吸收部件的激励光也能够被擂钵状的反射镜反射,且向发光装置的光输出侧行进。
因此,能够提高激励光的利用效率,从而增大发光装置所输出的光。
作为优选,还具备擂钵状的反射镜,所述反射镜对所述发光部发出的光进行反射,以使该光向所述发光装置的光输出侧行进;所述发光部配置在所述反射镜的所述擂钵状内;所述吸收部件配置在所述反射镜的所述擂钵状外。
根据上述技术方案,吸收部件配置在反射镜的擂钵状外,因此,能够将吸收部件例如配置在用以容纳反射镜的壳体的出射面上。
作为优选,还具有用以容纳所述反射镜的壳体;所述壳体含有出射面和遮光面,所述出射面用以射出从所述反射镜向所述发光装置的光输出侧行进的光,所述遮光面用以遮断从所述反射镜向与所述发光装置的光输出侧相异的方向行进的光;所述吸收部件配置在所述壳体的所述出射面上。
根据上述技术方案,吸收部件配置在反射镜的擂钵状外,所以能够将吸收部件配置在用以容纳反射镜的壳体的出射面上。
作为优选,所述吸收部件包括第1吸收部件和第2吸收部件;还具备擂钵状的反射镜以及用以容纳所述反射镜的壳体,其中,所述反射镜对所述发光部发出的光进行反射,以使该光向所述发光装置的光输出侧行进;所述发光部配置在所述反射镜的所述擂钵状内;所述第1吸收部件配置在所述发光部周围的、处于所述发光装置的光输出侧的位置;所述壳体含有出射面和遮光面,所述出射面用以射出从所述反射镜向所述发光装置的光输出侧行进的光,所述遮光面用以遮断从所述反射镜向与所述发光装置的光输出侧相异的方向行进的光;所述第2吸收部件配置在所述壳体的所述出射面上。
根据上述技术方案,吸收部件有双重,因此能够充分确保安全性。
作为优选,所述第1吸收部件与所述发光部的、所述发光装置的光输出侧的面相接近,且配置在所述反射镜的所述擂钵状内。
根据上述技术方案,吸收部件与发光部的、发光装置的光输出侧的面相接近地配置,因此,未参与发光部的发光且穿过了吸收部件的激励光也能够被擂钵状的反射镜反射,且向发光装置的光输出侧行进。
因此,能够提高激励光的利用效率,从而增大发光装置所输出的光。
作为优选,所述激励光输出防止部件包括对维持有所述相干性的激励光进行漫射的漫射部件。
根据上述技术方案,漫射部件能够对例如以下的激励光进行漫射:(a)尚未照射到发光部本身的维持有相干性的激励光;(b)未照射到发光部本身的激励光或虽然照射到发光部但既不被发光部中含有的荧光体吸收又不被漫射,而是从发光部原样射出,从而维持有相干性的激励光。因此漫射部件能够将该激励光转换成非相干光之后,再输出至发光装置的外部。
因此,能够防止维持有相干性的激励光输出至发光装置的外部。
作为优选,还具备擂钵状的反射镜,所述反射镜对所述发光部发出的光进行反射,以使该光向所述发光装置的光输出侧行进;所述发光部配置在所述反射镜的所述擂钵状内;所述漫射部件与所述发光部的、所述发光装置的光输出侧的面相接近,且配置在所述反射镜的所述擂钵状内。
根据上述技术方案,漫射部件与发光部的、发光装置的光输出侧的面相接近地配置,因此,虽未参与发光部的发光但因漫射部件而发生了漫射,从而成为了非相干性的激励光本身也能够被擂钵状的反射镜反射,并向发光装置的光输出侧行进。
因此,能够提高激励光的利用效率,从而增大发光装置所输出的光。
作为优选,所述漫射部件配置在所述发光部周围的处于所述激励光源侧的位置,且漫射从所述激励光源射出后的向所述发光部侧行进的激励光;所述发光部被所述漫射部件所漫射的所述激励光照射。
根据上述技术方案,能够将从激励光源射出的拥有相干性的激励光,在其照射到发光部之前,全部转换成非相干光。
由此,发光部仅受变成了非相干性的激励光的照射,因此即使出现了既不被发光部中的荧光体吸收又不被漫射,而是原样从发光部射出的激励光,该激励光也不会具有相干性。
因此,能够切实地防止维持有相干性的激励光原样输出至发光装置的外部。
作为优选,所述激励光输出防止部件还包括对维持有所述相干性的激励光进行吸收的吸收部件;从所述激励光源射出的激励光依次射入所述漫射部件、所述吸收部件;所述吸收部件吸收从所述激励光源射出后的、无论有否照射到所述发光部均向所述发光装置的光输出侧行进的激励光。
根据上述技术方案,即使漫射部件未能完全对维持有相干性的激励光进行漫射,也能够通过吸收部件来吸收该激励光。
因此,能够防止维持有相干性的激励光输出至发光装置的外部。
作为优选,所述发光部包括用以发出绿光的绿光发光部、用以发出红光的红光发光部、用以发出蓝光的蓝光发光部。
从发光部发出的光在穿过吸收激励光的吸收部件时,波长与该吸收部件所要吸收的波长相同的光便被吸收。其结果会导致发光部发出的光的颜色产生变动。
对此,根据上述技术方案,将发光部分为用以发出绿光的绿光发光部、用以发出红光的红光发光部、用以发出蓝光的蓝光发光部,由此混合绿光发光部发出的绿光、红光发光部发出的红光、蓝光发光部发出的蓝光。
3个发光部所发出且混合后的光在穿过吸收激励光的吸收部件时,即使如上述那样其中一部分的光被吸收,也能够通过预先调整3个发光部发出的各光的光量,来抑制因该一部分的光被吸收而导致的光颜色变动。
本发明的一实施方式的照明装置具备上述的发光装置。
根据上述技术方案,能够将上述的发光装置用作光源,所以能够防止维持有相干性的激励光输出至外部。
本发明的一实施方式的车辆用前照灯具备上述的发光装置。
根据上述技术方案,能够将上述的发光装置用作光源,所以能够防止维持有相干性的激励光输出至外部。
本发明并不限于上述的实施方式,而是能够根据权利要求所示的范围进行各种的变更。即,在权利要求所示的范围下组合适宜变更的技术方案而得到的实施方式也包含在本发明的技术范围之内。
(工业上的利用可能性)
本发明是比现有技术中的发光装置小,且具有高亮度、高光束密度的发光装置,因此能够适用于车辆用前灯、投影器等。

Claims (14)

1.一种发光装置,其具备了射出具有相干性的激励光的激励光源、以及接受从所述激励光源射出的激励光的照射而发光的发光部,并且输出所述发光部发出的光,
所述发光装置的特征在于:还具备
激励光输出防止部件,用以防止从所述激励光源射出的激励光以维持所述相干性的状态从所述发光装置输出。
2.根据权利要求1所述的发光装置,其特征在于:
所述激励光输出防止部件包括对维持有所述相干性的激励光进行吸收的吸收部件;
所述吸收部件配置在所述发光部周围的、处于所述发光装置的光输出侧的位置。
3.根据权利要求2所述的发光装置,其特征在于:
还具备擂钵状的反射镜,所述反射镜对所述发光部发出的光进行反射,以使该光向所述发光装置的光输出侧行进;
所述发光部配置在所述反射镜的所述擂钵状内;
所述吸收部件与所述发光部的、所述发光装置的光输出侧的面相接近,且配置在所述反射镜的所述擂钵状内。
4.根据权利要求2所述的发光装置,其特征在于:
还具备擂钵状的反射镜,所述反射镜对所述发光部发出的光进行反射,以使该光向所述发光装置的光输出侧行进;
所述发光部配置在所述反射镜的所述擂钵状内;
所述吸收部件配置在所述反射镜的所述擂钵状外。
5.根据权利要求4所述的发光装置,其特征在于:
还具有用以容纳所述反射镜的壳体;
所述壳体含有出射面和遮光面,所述出射面用以射出从所述反射镜向所述发光装置的光输出侧行进的光,所述遮光面用以遮断从所述反射镜向与所述发光装置的光输出侧相异的方向行进的光;
所述吸收部件配置在所述壳体的所述出射面上。
6.根据权利要求2所述的发光装置,其特征在于:
所述吸收部件包括第1吸收部件和第2吸收部件;
还具备擂钵状的反射镜以及用以容纳所述反射镜的壳体,其中,所述反射镜对所述发光部发出的光进行反射,以使该光向所述发光装置的光输出侧行进;
所述发光部配置在所述反射镜的所述擂钵状内;
所述第1吸收部件配置在所述发光部周围的、处于所述发光装置的光输出侧的位置;
所述壳体含有出射面和遮光面,所述出射面用以射出从所述反射镜向所述发光装置的光输出侧行进的光,所述遮光面用以遮断从所述反射镜向与所述发光装置的光输出侧相异的方向行进的光;
所述第2吸收部件配置在所述壳体的所述出射面上。
7.根据权利要求6所述的发光装置,其特征在于:
所述第1吸收部件与所述发光部的、所述发光装置的光输出侧的面相接近,且配置在所述反射镜的所述擂钵状内。
8.根据权利要求1所述的发光装置,其特征在于:
所述激励光输出防止部件包括对维持有所述相干性的激励光进行漫射的漫射部件。
9.根据权利要求8所述的发光装置,其特征在于:
还具备擂钵状的反射镜,所述反射镜对所述发光部发出的光进行反射,以使该光向所述发光装置的光输出侧行进;
所述发光部配置在所述反射镜的所述擂钵状内;
所述漫射部件与所述发光部的、所述发光装置的光输出侧的面相接近,且配置在所述反射镜的所述擂钵状内。
10.根据权利要求9所述的发光装置,其特征在于:
所述漫射部件配置在所述发光部周围的、处于所述激励光源侧的位置,且漫射从所述激励光源射出后的向所述发光部侧行进的激励光;
所述发光部被所述漫射部件所漫射的所述激励光照射。
11.根据权利要求8~10中任意一项所述的发光装置,其特征在于:
所述激励光输出防止部件还包括对维持有所述相干性的激励光进行吸收的吸收部件;
从所述激励光源射出的激励光依次射入所述漫射部件、所述吸收部件;
所述吸收部件吸收从所述激励光源射出后的、无论有否照射到所述发光部均向所述发光装置的光输出侧行进的激励光。
12.根据权利要求2~7中任意一项所述的发光装置,其特征在于:
所述发光部包括用以发出绿光的绿光发光部、用以发出红光的红光发光部、用以发出蓝光的蓝光发光部。
13.一种照明装置,其特征在于:
具备权利要求1~10中任意一项所述的发光装置。
14.一种车辆用前照灯,其特征在于:
具备权利要求1~10中任意一项所述的发光装置。
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